Начал посещать Академию художеств в Неаполе в 1836 году. Сформировался в кругу мастеров школы Позилиппо, усвоив их метод работы на пленэре. Первые же его картины были выполнены в духе романтичного идеализма. В юности был убежденным сторонником взглядов Д. Мадзини, верил в идею всеобщего духовного братства на земле. Ему были близки и религиозно-нравственные мысли итальянских революционеров.

Автопортрет. 1840-е гг.

В 1848 году выиграл конкурс, который позволил ему поехать учиться в Рим, где за участие в событиях 1848 года на короткое время был заключён в тюрьму. В 1850 году, впервые посетив Флоренцию, Морелли сблизился с группой мастеров Тосканы, которые в 1861 году создали художественно-выставочное объединение "Школа Маккьяйоли".

В 1855 году принял участие во Всемирной выставке в Париже.

В 1860-е годы вошёл в круг самых известных итальянских живописцев своей эпохи. В связи с приобретением новых работ был назначен советником Музея Каподимонте .

В 1868 году получил должность преподавателя в Академии художеств Неаполя. С 1899 до своей смерти в 1901 году он был её ректором. Среди его учеников, в частности, Винченцо Петрочелли, Оскар Рикарди.