Лукино Висконти родился 2 ноября 1906 года в Милане. Его отец носил титул герцога Висконти ди Модроне, владел замком в Ломбардии, честно служил Савойской династии, покровительствовал театру Ла Скала и в 1914—19 годах возглавлял футбольный клуб «Интернационале». Мать была дочерью богатого промышленника. С юности Лукино увлёкся оперой и полюбил лошадей. В конце 1930-х годов уехал в Париж, где стал ассистентом режиссёра Жана Ренуара.
В годы Второй мировой войны Висконти сблизился с итальянскими коммунистами, помогал Сопротивлению, был арестован по подозрению к организации антифашистского заговора. «Говорят, Висконти стал жертвой сексуального насилия в фашистском пансионе Яккорино, где он провёл пятнадцать суток, приговоренный к расстрелу», — пишет Андрей Плахов, защитивший диссертацию о творчестве Висконти.
В 1943 году на собственные средства и средства компартии Италии, снял свой первый полнометражный фильм «Одержимость» по роману Джеймса М. Кейна «Почтальон всегда звонит дважды». По словам самого режиссёра, чтобы снять этот прото-нуар, он продал драгоценности, доставшиеся ему от матери. Симпатии к коммунистической партии и «левые убеждения» Висконти сохранил до конца жизни.
Следующий полнометражный художественный фильм — «Земля дрожит» — был снят на Сицилии с участием непрофессиональных актёров и произвёл настоящий фурор в Италии. Предполагалось, что он станет первой частью трилогии о рабочем классе. Трилогия никогда так и не была закончена, однако Висконти был признан одним из гуру итальянского неореализма.
Отойдя от пролетарской тематики, Висконти в своём стремлении к сплавлению романтизма с реализмом чередовал фильмы на современные сюжеты («Самая красивая», 1951; «Рокко и его братья», 1960;, «Туманные звёзды большой медведицы», 1965;, «Семейный портрет в интерьере», 1974), с эпическим воссозданием мира предшествующего столетия («Чувство», 1954; «Белые ночи» по повести Ф. М. Достоевского, 1957).
Этапной в творчестве Висконти принято считать масштабную экранизацию романа Джузеппе Томази ди Лампедуза «Леопард», за которую он в 1963 году был удостоен «Золотой пальмовой ветви» Каннского кинофестиваля.
С годами режиссёра всё больше влекла тема распада семейных отношений и обречённости того замкнутого, полуфеодального, хотя и высококультурного мира, к которому принадлежали в том числе и его собственные предки. Иногда «утомлённый могильщик европейской культуры» бросает на него критический взгляд, но он не может и не хочет скрывать его красоты и поэтому к беспощадному анализу почти всегда примешиваются нотки любви и грусти.
К числу наиболее спорных работ Висконти относятся фильмы «германской трилогии», в которых режиссёр одним из первых в кино откровенно поднял темы однополой любви и инцеста: в 1969 появилась «Гибель богов», в 1971 — «Смерть в Венеции», в 1972 году — «Людвиг». Предполагалось, что трилогия перерастёт в тетралогию, четвёртой частью которой должна была стать экранизация «Волшебной горы» Томаса Манна. Однако инсульт, перенесенный на съёмках «Людвига», помешал осуществить планы. Лукино Висконти умер 17 марта 1976 года в Риме от сильнейшей простуды. Его последний фильм, «Невинный», снят по мотивам романа Габриэля д’Аннунцио.
Висконти не скрывал свою гомосексуальность. В разное время его возлюбленными были фотограф Хорст, режиссёр Франко Дзефирелли, актёр Хельмут Бергер; он также короткое время был обручён с австрийской аристократкой Ирмой цу Виндишгрец.