Nicola Piovani est né à Rome - où il vit et travaille - le 26 mai 1946. Pianiste, compositeur et chef d'orchestre, élève du compositeur grec Manos Hadjidakis, il commence sa carrière d'auteur de musiques de films avec N.P. il segreto de Silvano Agosti (1969) et Au nom du père de Marco Bellocchio (1970).

Il collabore ensuite avec Mario Monicelli (Il marchese del grillo, Speriamo che sia femmina, Il male oscuro) ; Nanni Moretti (La messa è finita, Palombella rossa, Caro diario, La stanza del figlio) ; Gianfranco Mingozzi (La vita in gioco); Giuseppe Tornatore (Il camorrista) ; Sergio Citti (Il minestrone, Vipera) ; Giuseppe Bertolucci (Segreti segreti, I cammelli) ; Luigi Magni ('O re, In nome del popolo sovrano) ; Lello Arena (Chiari di luna); Daniele Luchetti (Domani accadrà) ; Wilma Labate (La mia generazione) ; Antonio Albanese (Uomo d'acqua dolce, La fame e la sete) ; Roberto Benigni (La vie est belle, Pinocchio).

De sa rencontre avec les frères Taviani naissent les bandes sonores de la Nuit de San Lorenzo, Kaos, Good morning, Babilonia, Il sole anche di notte, Fiorile, Tu ridi.

Entre 1985 et 1990, il compose les musiques des trois derniers films de Federico Fellini : Ginger et Fred, Intervista et la Voce della luna. 

Il est également l'auteur des musiques des films suivants : la Fille aux cheveux roux et le Scorpion du Néerlandais Ben Von Verbong, la Trace du Français Bernard Favre, la Mariée était très belle du Hongrois Pal Gabor, Manifeste de Dusan Makavejev, Utz de George Sluizer, Jambon jambon, les Œufs d'or et la Teta y la luna de Bigas Luna, le Vaisseau fantôme de Jos Stelling et A month by the lake de John Irvin. 

Parallèlement, Nicola Piovani se consacre depuis de nombreuses années au théâtre. Il a notamment écrit des musiques de scène pour Carlo Cecchi (Il bagno, la Cimice, Amphitryon), pour le Gruppo della Rocca (Il mandato, En attendant Godot, Lazzarino da Tormes), pour la Cooperativa Pupi e Fresedde (le Convive de pierre, l'Amour des trois oranges), pour Luca De Filippo (Uomo e galantuomo, Don Giovanni, 'O scarfalietto, Non ti pago, La casa al mare), pour Maurizio Scaparro (Liolà), pour Vittorio Gassman (Ulisse e la balena bianca), pour Marco Sciaccaluga (la Mégère apprivoisée).

Il a écrit la partition de la comédie musicale I Sette re di Roma de Luigi Magni, créée en février 1989 au Teatro Sistina de Rome.

Sa passion pour le théâtre le conduit à interrompre chaque année pendant quelques mois son activité de compositeur pour donner des séries de concerts en Italie et à l'étranger, en tant que pianiste et chef d'orchestre avec la Compagnia della Luna, compagnie qu'il a fondée avec Vincenzo Cerami, et pour laquelle ils ont écrit tous deux La cantata del fiore (1988), La cantata del buffo (1990), Il Signor Novecento (1992), Canti di scena (1993) et Romanzo musicale (1998) pour deux chanteurs, deux acteurs et un orchestre de 13 solistes (son orchestre Aracoeli). 

Il a composé de nombreuses chansons (pour Fabrizio De André et Roberto Benigni). En novembre 1998, a été créé au Teatro Mancinelli d'Orvieto La Pietà un Stabat Mater pour un acteur, deux chanteurs et 23 solistes de l'Orchestre Aracoeli. 

Piovani écrit également pour des formations de chambre : l'octuor en quatre mouvements, Quattro canti senza parole, le trio Il demone meschino, La ballata epica pour flûte et piano, le prélude concertant pour dix instruments Il volo di mare et le quatuor pour saxophones en trois mouvements L'assassino. 

Il a composé la musique du ballet Fellini, créé le 20 août 1995 à l'Opéra de Rome. 

Il a obtenu le prix David di Donatello en 1986, en 1994 et en 2001 pour les films Ginger e Fred, Caro Diario et La chambre du fils, le Nastro d'argento alla carriera en 1992, le Ciak d'oro en 1986 et en 2001, quatre fois le prix Colonna Sonora, le Prix SIAE alla Carriera et le Prix Rota 1997. 

En 1987 il a été membre du jury du Festival de Cannes. Sa musique de la Vie est belle de Roberto Benigni a obtenu l' Oscar en 1999, et en 2000 à Los Angeles une nomination pour le Grammy Award.