Elio Germano débute sa carrière artistique à l’âge de 14 ans dans les troupes d'amateurs de différents théâtres de Rome comme le Colosseo ou le Furio Camillo. L’acteur italien partage ensuite sa carrière entre télévision et cinéma. Il joue notamment un hooligan au grand cœur, sous la direction de Giovanni Veronesi dans Che ne sarà di noi, pour lequel il est nominé au Prix David di Donatello.

Après avoir été choisi par Gabriele Salvatores dans Quo Vadis, Baby?, il est la vedette du nouveau téléfilm de Dario Argento : Vous aimez Hitchcock en 2005. L'année suivante, Elio interprète un des membres du gang du film choral Romanzo criminale de Michele Placido. Le comédien est ensuite à l'affiche de Paolo Virzi : Napoléon (et moi) avec Daniel Auteuil et Monica Bellucci.

Il participe alors à plusieurs productions italiennes, dont La Bella Gente, les gens biens ou Mon frère est fils unique avant de rejoindre en 2009 le tournage de Nine, la comédie musicale de Rob Marshall au casting cinq étoiles. Lors du Festival de Cannes 2010, il reçoit le Prix d'interprétation masculine ex-æquo avec Javier Bardem pour son rôle dans le film La Nostra Vita. La même année, il est le fils de Bruno Ganz dans le biopic sur le journaliste italien Tiziano Terzani, Le grand voyage de la vie.

En 2012, il joue dans le nouveau long métrage du réalisateur Ferzan Ozpetek, Magnifica Presenza, puis revient par la suite en journaliste dans Diaz-Un crime d’Etat, qui relate une véritable prise d’assaut par la police à Gênes lors du G8 de 2001. On le retrouve également aux côtés de Valeria Bruni Tedeschi dans Padroni di casa, film nominé au Festival de Locarno.