Монтальдо дебютировал как актер на сцене генуэзского «Tetro di Massa». В 1951 году явился одним из организаторов создаваемых производственных кинокооперативов. В том же 1951-ом он впервые сыграл роль в кино. Военная драма Карло Лиццани «Осторожно: бандиты!», в которой также сыграла великолепная Джина Лоллобриджида, рассказывала о миссии группы партизан в годы Второй мировой войны.
В те же пятидесятые Монтальдо сыграл в таких картинах, как «Повесть о бедных влюбленных» того же Лиццани, с Марчелло Мастроянни в главной роли, «Разгромленные» режиссера Франческо Мазелли и нескольких других фильмах. Работая на съемочной площадке, Джулиано присматривался к процессу создания кино, и его уже тогда начали посещать мысли о собственном кино, в котором он сумел бы выразить свои чувства, свое видение мира и свои эмоции. Но для этого нужно было подождать.
Вскоре, в 1957 году, начинается работа ассистентом режиссера у Джилло Понтекорво, на съемках мелодрамы «Большая голубая дорога». Впоследствии Джулиано будет ассистировать и при съемках «Капо» - исторической военной ленты. Далее следует снова должность ассистента, уже при Карло Лиццани, который уже не раз оценил актерские дарования Монтальдо. Нескольких лет Джулиано хватило, чтобы поверить в себя и рискнуть – так, в 1961 году он дебютирует в качестве режиссера с картиной «Стрельба по блюдечкам». Он также выступил и автором сценария к своему первому фильму, который, к великой радости Монтальдо, вошел в конкурсную программу Венецианского кинофестиваля. В дальнейшем Джулиано Монтальдо станет участником многих кинофестивалей, но этот, первый успех, был в далеком 1961 году очень значительным.
В следующие несколько лет он снимает еще несколько картин, однако успеха у зрителей добивается лишь работа 1965 года – «Опрометчивость» - социально–психологическая драма о последствиях итальянского экономического чуда.
К концу шестидесятых годов Монтальдо снял не менее семи кинокартин, и его репутация режиссера с нестандартным взглядом становится все более уверенной.
Тогда же, в конце 1960-х годов, он стал участником Московского кинофестиваля, во время которого познакомился с Андреем Тарковским. Монтальдо интуитивно почувствовал, что перед ним - величайший режиссер. Узнав, что фильм Тарковского «Андрей Рублев» запрещен к показу в Советском Союзе, Монтальдо заинтересовался творчеством нового знакомого еще больше и попросил, чтобы представители советской кинематографии устроили для него закрытый показ.
Историческая драма режиссера Монтальдо «Сакко и Ванцетти» вышла 1970 году, «Джордано Бруно» - в 1973-ем, «Аньезе идет на смерть» - в 1976-ом.
Позже Монтальдо стал снимать картины и для телевидения — «Замкнутый круг», и «Марко Поло» (1982).
В 1984 году он снимает документальную короткометражную ленту «Прощание с Энрико Берлингуэром» , в 87-ом – «День сначала», в 1987 году выходит и еще одна его драма - «Очки в золотой оправе», рассказывающая историю любви пожилого преподавателя к красавцу-студенту. В 1989 выходит «Время убивать» с Николасом Кейджем в главной роли.
Во многих своих картинах Монтальдо выступал и соавтором сценария, а с годами обзавелся и собственной интернациональной командой актеров, в которую входили Берт Ланкастер, Руперт Эверетт, Николас Кейдж, Филипп Нуаре, Джанет Ли, Джон Кассаветис, Шарлотта Рэмплинг, Ингрид Тулин, Джон Гилгуд. Конечно этот список игравших в его фильмах актеров – далеко не полный.
Монтальдо снимает рекламные ролики, документальные фильмы и участвует в экспериментальных кинопроектах. Заслуги перед мировым кинематографом Джулиано Монтальдо многократно отмечены международными премиями и государственными наградами. Монтальдо становился призером Берлинского кинофестиваля (1965) и удостаивался премии «Эмми» в 1982 году за сериал о Марко Поло.
С 2000-го по 2003-й год Джулиано Монтальдо был президентом «Rai Cinema».
Джулиано Монтальдо не раз бывал в России и часто говорит о своей любви к России и давней связи между кинематографом двух стран.
Несколько лет назад итальянский режиссер приезжал в Санкт-Петербург снимать фильм о Достоевском. В 2008 году драма «Демоны Санкт-Петербурга» вышел в Италии, фильм показывают, как правило, в школах. Монтальди очень надеется, что молодежь, посмотрев кино, захочет почитать Достоевского. «Для меня Федор Михайлович – персонаж, которого я всегда любил. А его биография – это вполне самостоятельный, блестящий роман, который не менее интересен, чем, скажем, «Братья Карамазовы» или «Бесы» - говорит режиссер.