Нино Рота родился в 1911 году в Милане, в семье музыкантов. В детстве, переехав в Рим, поступил в консерваторию, которую закончил в 1929 году. Еще в консерватории Рота прослыл вундеркиндом – он зарекомендовал себя как композитор и дирижер оркестра, а его первая оратория "L’infanzia di San Giovanni Battista" уже в 1923 году была поставлена в Милане и Париже.

С 1930 по 1932 год Рота жил в США, получил ученую степень в Кертис Институте, где он учился композиции у Розарио Скалеро и по классу оркестра у Фрица Рейнера.

По возвращении в Италию изучал литературу в миланском университете, позднее, в 1937 году начал преподавательскую карьеру. Начиная с 1950, и до своей смерти в 1979 году, занимал пост директора консерватории Бари.

Автор ряда опер, в том числе: "Ariodante"(1942), "Torquemada" (1943), "I due timidi" (1950), "Il capello di paglia di Firenze" (1955), "La notte di un neurastenico" (1959-1960), "Aladino e la lampada magica" (1968), "La visita meravigliosa" (1970), "Napoli milionaria" (1977)

и балетов "La rappresentazione di Adamo ed Eva" (1957), "La Strada" (1965), "Aci e Galatea" (1971), "Le MoliXre imaginaire" (1976) и "Amor di poeta" (1978, был специально написан для Мориса Бежара). Кроме того, композитор создал огромное количество произведений для оркестра, многие из которых исполняются до сих пор во всем мире.

С начала 1940-х, Рота начал писать музыку к кинофильмам, работал с режиссерами Ренато Кастеллани, Лукино Висконти, Франко Дзеффиррелли,

Марио Моничелли, Френсисом Фордом Копполой (в 1974 году Рота был удостоен премии "Оскар" за лучшее музыкальное сопровождение к его фильму "Крестный отец: часть II"),

Эдуардо де Филиппо, но наиболее плодотворным оказалось его многолетнее сотрудничество с Федерико Феллини – Рота является автором музыки ко всем его фильмам, начиная с "Белого шейха" (1952) и заканчивая "Репетицией оркестра" (1979).

Помимо музыки к кинофильмам, композитор являлся автором музыкального сопровождения для театральных постановок Эдуардо де Филиппо, Франко Дзеффирелли и Лукино Висконти. Скончался в Риме в 1979 году.