Fils de médecin, Dino Risi aurait pu devenir psychiatre, ayant réussi à obtenir son doctorat. Mais à dix ans, il découvre le septième art grâce à un ami, fils du consul de Grèce, qui possède une carte donnant accès à tous les cinéma de Milan. Et, surtout, il rencontre en 1940 le réalisateur Alberto Lattuada dans la boutique d'un ami. Ce dernier lui propose d'occuper le poste d'assistant-réalisateur sur le film de Mario Soldati, Le Mariage de minuit, puis sur le sien, Giacomo l'idéalista. Risi remplit ces deux fonctions bénévolement.
Après la guerre, Dino Risi se met à écrire des critiques cinématographiques dans la presse locale en parallèle à son activité de psychiatre, vite abandonnée. Il réalise une trentaine de documentaires et de courts, dont l'un, Buio in sala, est repéré par le grand producteur Carlo Ponti. Il s'installe ensuite à Rome, où il écrit le scénario d'Anna de Lattuada. En 1952, Vacanze col gangster marque son passage au long-métrage, suivi l'année suivante par la comédie Vialle della speranza. Il prend la relève de Luigi Comencini pour clore sa trilogie avec Pain, amour, ainsi soit-il et Le Signe de Vénus, avec Sophia Loren. Le succès arrive avec Pauvres mais beaux réalisé en 1957, mais la véritable consécration intervient en 1960 grace à L'Homme aux cent visages, la première collaboration entre Risi et celui qui va devenir son acteur fétiche, Vittorio Gassman.
C'est alors le début d'une activité frénétique où le cinéma italien consolide sa légende, permettant à Risi de donner la pleine mesure de son talent. Toujours en 1960, il confronte Jean-Louis Trintignant à Gassman dans Le Fanfaron. Sans quitter le ton de la comédie, le cinéaste se fait plus grave en 1961 avec Une vie difficile, où il narre les désillusions d'un journaliste. La satire du facisme La Marche sur Rome lui donne l'occasion de réunir ses fidèles, Gassman et Ugo Tognazzi en 1,962. Il renouvelle l'expérience l'année suivante avec le film à sketches Les Monstres.
Risi aborde les années 1970 avec La Femme du pretre, une comédie où il prend l'Eglise pour cible avec la collaboration de Sophia Loren et Marcello Mastroianni. En 1974, il réalise Parfum de femme, qui sera adapté en 1992 par Martin Brest sous le titre de Le Temps d'un week-end, avec Al Pacino et Chris O'Donnell.
Le cinéma de Dino Risi se fait de plus en plus sombre et oppressant, tout en restant ironique. En 1981, il enlaidit Romy Schneider pour les besoins de Fantôme d'amour, où l'on retrouve encore Marcello Mastroianni. En 1984, il tourne Le Bon roi Dagobert avec Coluche, qui tient également l'affiche du Fou de guerre en 1985. Valse d'amour, tourné en 1990, est la dernière collaboration avec son compère Vittorio Gassman. Trois ans plus tard, le Festival de Cannes rend hommage à Dino Risi avec une rétrospective réunissant une quinzaine de ses films. L'homme aux 80 films est aussi le père du réalisateur Marco Risi.