Maria Luisa Ceciarelli, bo tak brzmi prawdziwe imię i nazwisko aktorki, urodziła się 3 listopada 1931 roku w Wiecznym Mieście. Dzieciństwo spędziła na Sycylii. Jej młodość naznaczyły trudne relacje z matką, która - jak się przypomina - nigdy nie zaakceptowała decyzji córki o wyborze drogi aktorskiej.
Po ukończeniu studiów aktorskich w 1953 roku i znakomitym początku kariery na deskach teatralnych, rok później zadebiutowała w filmie "Ridere, ridere" Ettore Scoli. Zasłynęła zaś przede wszystkim, jako odtwórczyni głównych ról u Michelangelo Antonioniego, z którym była również związana prywatnie. Poznali się w 1957 roku, gdy zaczęła występować w Teatro Nuovo w Mediolanie, którego dyrektorem był wówczas Antonioni. W następnych latach zaczęła się jej międzynarodowa kariera, której początek dał udział w jego filmie "Przygoda". Za tę rolę Vitti otrzymała nagrodę na festiwalu w Cannes.
Wystąpiła również w takich arcydziełach Antonioniego, jak "Noc", "Zaćmienie", "Czerwona pustynia". Jednocześnie brawurowo grała w komediach, m.in. w reżyserii Mario Monicellego, za co chwalili ją krytycy. Podkreślali, że jest równie znakomita, jak jej najsłynniejsi filmowi partnerzy- Alberto Sordi, Ugo Tognazzi, Vittorio Gassman i Nino Manfredi. Pojawiła się także w filmach zagranicznych mistrzów, na przykład Luisa Bunuela i Andre Cayatte. Zagrała w "Pacyfiście" w reżyserii Miklosa Jancso.
W 1989 napisała scenariusz do filmu "Scandalo segreto", który sama wyreżyserowała i w którym zagrała główną rolę. Zaprezentowała go w 1990 roku w Cannes. Był to jej ostatni występ na dużym ekranie. Potem pojawiała się jeszcze w telewizji.
W 1995 roku Monica Vitti otrzymała na festiwalu w Wenecji nagrodę Złotego Lwa za całokształt twórczości. Pięć lat później z powodu choroby całkowicie wycofała się z życia artystycznego i w ogóle publicznego. Mieszka w Rzymie, a jej boku jest jej mąż fotograf Roberto Russo.
O wielkiej gwieździe włoskiego kina pamiętają media oraz organizatorzy trwającego właśnie w Rzymie festiwalu filmowego. Jubileusz 80-lecia uczcili wielką wystawą jej fotosów w Audytorium Parco della Musica. W ramach festiwalu odbył się również przegląd filmów z jej udziałem.
