Родился в еврейской семье эмигрантов из-под Лукки, его отец работал на строительстве Суэцкого канала. В юности увлекся поэзией Леопарди, Бодлера, Малларме, философией Ницше. В 1912—1914 Унгаретти жил в Париже, познакомился с Аполлинером, Пикассо, Кирико, Модильяни, Браком, посещал в Сорбонне лекции Бергсона. Добровольцем участвовал в Первой мировой войне.
В конце 1910 — начале 1920-х был идейно близок к итальянскому фашизму, служил корреспондентом в профашистской газете, второе издание книги его стихов «Погребенный порт» вышло в 1923 с предисловием Муссолини. В 1928 обратился в католицизм. С 1936 по 1942 жил в Бразилии. В 1942 был избран в итальянскую Академию, стал профессором современной литературы в Римском университете, где преподавал до 1958.
Скончался от бронхопневмонии. Похоронен на римском кладбище Верано.
В начале входил в круг футуристов (Соффичи, Папини, Палаццески). Впоследствии стал, вместе с Сальваторе Квазимодо, Эудженио Монтале, одним из основателей итальянского герметизма. Переводил Шекспира, Расина, Гонгору, Малларме, Рильке, Элиота.
Лауреат итальянских литературных премий Монтефельтро (1960) и Этна-Таормина (1966), международной Нейштадтской премии (1970). На его стихи писали музыку Х.В.Хенце, Э.Картер, Х.Холлигер.