In Rom arbeitete Fellini einige Jahre lang als Journalist und Karikaturist, sowie als Song- und Gag-Schreiber. 1939 begann er seine relativ lange Lehrzeit als Co-Autor von Drehbüchern für Filme u. a. von Roberto Rossellini, Pietro Germi und Alberto Lattuada. Bereits dafür erhielt er einige Oscar-Nominierungen, so für seine Mitarbeit an den Büchern von "Rom, offene Stadt" (1944) und "Paisà" (1946), beide von Roberto Rossellini inszeniert. 1952 drehte Fellini mit "Der weiße Scheich" seinen ersten Film, eine Satire auf die damals sehr beliebten Fotoromane. "Die Müßiggänger" (1953) war eine Schilderung des Alltags in einer italienischen Provinzstadt. In den scheinbar unbedeutenden Menschen und den banalen Geschehnissen zeigt Fellini ohne viel Brimborium das Milieu junger Leute im Nachkriegs-Italien.
Zum Star wurde Fellini mit "La Strada - Das Lied der Straße" (1954), der mit einem Oscar als bester nicht englischsprachiger Film ausgezeichnet wurde. In dieser poetischen Tragödie zieht das einfältige Mädchen Gelsomina (Fellini-Gattin Giulietta Masina) mit dem brutalen Schausteller Zampano (Anthony Quinn) umher. Als sie dem Seiltänzer Matto begegnen, kommt es zur Katastrophe. Bis heute zieht dieser Film, der von Einsamkeit und tiefer Menschlichkeit berichtet, das Publikum in seinen Bann. Fellini verstand es hier, zwei Außenseiter zu Helden zu machen.
"Fellinis Gauner" (1955, lief auch unter dem Titel "Die Schwindler") war die Geschichte dreier Gauner, die sich mühselig durchs Leben schwindeln. Mit dem Drama "Die Nächte der Cabiria" (1957) seinen Oscar-Erfolg von "La Strada" 1958 wiederholen, wieder stand seine Frau Giuletta Masina als geschundene Frau, die dennoch wagemutig und stolz ihren Weg geht, vor der Kamera des Meisters. Mit "Das süße Leben" (1959) festigte Fellini seinen Starruhm. Klatschreporter Marcello (Marcello Mastroianni) hetzt Sensationen und Vergnügungen nach - unfähig, sich aus seinem sinnentleerten Dasein zu befreien. Der wohl berühmteste Fellini-Film verursachte bei seinem Erscheinen einen Riesenskandal, wurde aber auch mehrfach ausgezeichnet, unter anderem mit der Goldenen Palme von Cannes. Berühmt wurde die Badeszene mit Anita Ekberg, die Fellini später in seinem Alterswerk "Fellinis Intervista" (1986) noch einmal ironisch zitierte.
"Achteinhalb" (1962) bezieht seinen Titel aus der Feststellung, dass Fellini bis dato achteinhalb Filme gedreht hatte - der halbe war ein Kurzbeitrag mit Anita Ekberg zu dem Episodenfilm "Boccaccio 70" (1961). Die Selbstreflexion "8 1/2" wurde einer der radikalsten Filme Fellinis, über das "Unvermögen eines Schaffenden". Die Hauptrollen spielten Marcello Mastroianni und Claudia Cardinale. Ein schwieriges, sehr Symbol freudiges Werk war "Julia und die Geister" (1965), abgesehen von der "Boccaccio 70"-Episode sein erster Farbfilm: "Julia, eine vereinsamte Ehefrau, lebt im Dialog mit imaginären Gestalten ihrer Kindheit und Phantasie; die seelische Krise führt zur Selbsterfahrung, zur Aufarbeitung verborgener Ängste und schließlich zu einem neuen Selbstbewußtsein. Fellini entwirft (...) ein faszinierendes Frauenporträt, zugleich eine meisterhaft gestaltete Studie über die heilsame Wirkung der Einbildungskraft, indem Schein und Wirklichkeit als gleichberechtigte, eng aufeinander bezogene Existenzwelten dargestellt werden." (Zoom) Das Unterbewusstsein wird mit Hilfe vieler Symbole und auch mit dem Einsatz der Farbe gespiegelt.
Frei nach dem Romanfragment des römischen Dichters Petronius Arbiter drehte Federico Fellini 1969 seinen monumentalen Bilderbogen "Fellinis Satyricon". Beschrieben werden die amourösen Abenteuer der beiden jungen Römer Encolpius und Ascyltus im ersten Jahrhundert nach Christus. Die beiden streiten um die Gunst des Lustknaben Giton, und ihre Rivalität führt sie in immer neue Abenteuer. Fellini inszenierte die phantastische Geschichte als Odyssee durch die Mythen des antiken Roms, bei der sich revueartig Traumbilder und Maskenfratzen aneinanderreihen. Ob Lobgesang auf heidnische Sinnesfreude oder apokalyptische Karikatur der Gegenwart, der bizarre Film forderte damals zur Auseinandersetzung heraus. Danach überraschte der Regisseur mit dem schlichten Dokumentarwerk "Die Clowns". Die Auseinandersetzung mit der Berufsgattung des aussterbenden Zirkusclowns besticht durch schräge Typen und faszinierende Bilder.
Mit "Fellinis Roma" (1971) zeichnete Fellini ein sehr persönliches, fragmentarisches Porträt der Stadt Rom, in dem er Real- und Phantasiesequenzen mischte. Er beginnt mit einer Rückschau: Ende der 30er Jahre kommt er als junger Mann (gespielt von Peter Gonzales) aus der Provinz in die Stadt. Unzählige Eindrücke stürzen auf ihn ein. Private Erinnungen und Erlebnisse bestimmen den Fortlauf des Films bis zur damaligen Gegenwart. In "Amarcord" (1973) fasste Fellini die Erinnerungen an seine Jugendzeit in der heutigen Urlaubshochburg Rimini zu einem pittoresken Bilderbogen zusammen. Einfache Menschen, originelle Käuze und verführerische Frauen spielen die Hauptrollen in einer beinahe volksstückhaft derben Komödie. Der Titel verweist auf den autobiographischen Hintergrund: "Amarcord" ist Dialekt und bedeutet "Ich erinnere mich". Kein Starfilm, aber um so besser.
Die Erlebnisse des Giacomo Casanova wurden oft verfilmt. Die aufwändigste und zugleich Aufsehen erregendste Fassung schuf Fellini 1976. Für "Fellinis Casanova" verbrauchte er die damals stattliche Summe von zehn Millionen Dollar. Sämtliche Originalschauplätze ließ er in der römischen Filmstadt Cinecittà nachbilden, und während der zweijährigen Drehzeit gaben mehrere Produzenten die Zusammenarbeit mit Fellini auf. Nur noch Alberto Grimaldi ("1900") blieb übrig. Mit Donald Sutherland in der Hauptrolle demontierte der Italiener gnadenlos das Bild des legendären Frauenhelden, der Opfer eines sexuellen Leistungsdrucks wird. Ein eigenwilliges Werk war auch "Orchesterprobe" (1978): "Die Fernsehaufzeichnung einer chaotischen Orchesterprobe findet in dem Abbruch einer kleinen Kirche ihr turbulentes Ende. Wie generell bei Fellini so ist auch dieser Film in seiner ganzen prallen Fülle mehr auf den Bauch als auf den Kopf gerichtet. Man sollte dieses mehrdeutige, vielschichtige Werk einfach als das ansehen und akzeptieren, wie es von seinem Meister selbst empfohlen wird: 'Mein Film erzählt von einer Orchesterprobe und nichts anderem!'" (Jürgen M. Thie, Filmjahr 1984).
"Fellinis Stadt der Frauen" (1979) war ein surrealer Bilderbogen, ein Abgesang auf den Mann, der die Frauen liebt, und der auf seiner Suche nach dem idealen Geschöpf nur seiner eigenen Lächerlichkeit begegnet. Macho Marcello Mastroianni (in einer Paraderolle) taucht hier in die Welt der Feministinnen und erlebt in einer Traumreise sein "Blaues Wunder". In aufwändigen und phantastischen Bildern zeigt Fellini die Situation eines traditionellen Frauenhelden angesichts der fortschreitenden Emanzipation der Frau. In "Schiff der Träume" (1982) sticht eine Gesellschaft von Opernstars und ihren Liebhabern am Vorabend des Ersten Weltkriegs in See, um die Asche einer verstorbenen Sängerin ins Meer zu streuen. Während der Fahrt bricht der Krieg aus, und serbische Flüchtlinge kommen an Bord. Es kommt zur Katastrophe. "Fellini erweist sich einmal mehr als souveräner Illusionist, der alle Mittel und Tricks des filmischen Handwerks beherrscht - und den Zuschauer am Ende hinter die Kulissen blicken lässt." (Zoom)
Zu Fellinis bekanntesten Alterswerken zählt "Ginger und Fred" (1985): Die alternde Tänzerin Arnella Bonetti (einmal mehr Giulietta Masina) und ihr ehemaliger Partner Pippo (Marcello Mastroianni) sollen nach dreißig Jahren in einer weihnachtlichen Sondersendung des italienischen Fernsehens wieder ihre Imitation des Paares Ginger Rogers und Fred Astaire vorführen. Unter Mühen, aber mit Würde absolvieren sie ihr Programm. Mit diesem Film schießt Fellini kräftig gegen die Unkultur der organisierten Massenunterhaltung. In "Fellinis Intervista" (1986) präsentiert sich der Altmeister von einer neuen, originellen Seite: Er zeigt sich selbst. Die Handlung des autobiographischen Films spielt in der römischen Filmstadt Cinecittà. Ausgangspunkt für die Handlung ist ein japanisches Filmteam, das Fellini interviewt und bei der Arbeit stört. Doch schon bald überschlagen sich Gegenwart, Vergangenheit, Realität und Fiktion und gehen nahtlos ineinander über. Das vordergündige Chaos entpuppt sich schließlich als Fellinis Liebeserklärung an das Medium Film. Der Regisseur nimmt seine Zuschauer mit auf eine Reise durch das Studio-Gelände und stellt nebenbei seine treuen Mitarbeiter aus nahezu 40 Jahren Filmschaffen vor: Mit am Set ist auch Marcello Mastroianni, der Anita Ekberg in ihrer römischen Villa besucht.
Fellinis letztes Werk war "Die Stimme des Mondes" (1990): "Der Film zeigt den fast 70-jährigen Meister im Vollbesitz seiner künstlerischen Kraft, obwohl er in den surrealen Szenen und Geschichten seines Films die Konventionen der Dramaturgie und des traditionellen Erzählkinos mal wieder konsequent missachtet. Roberto Benigni spielt hervorragend den sanften, liebenswürdigen Narren, der die Stimme des Mondes hört und neugierig durch eine verrückte Welt stolpert." (Achim Forst, tip) "Entstanden ist ein poetisches Spektakel von hoher Qualität, das aber dem fellinischen Universum nur wenig Neues hinzuzufügen vermag." (Zoom) Die Filme Fellinis sind auch untrennbar verbunden mit der großartigen Musik von Nino Rota. Der sorgte unter anderem für den Soundtrack von "La Strada", "8 1/2" oder "Orchesterprobe". Seit kurzem ist die Filmmusik Rotas - lange vernachlässigt - auf vorzüglichen Einspielungen des italienischen Dirigenten Riccardo Muti mit dem Scala-Orchester greifbar. Hier lässt sich die Gedankenwelt Fellinis - zum Beispiel seine Vorliebe für den Zirkus - auch akustisch bestens nachvollziehen.