Во время учёбы на юридическом факультете Римского университета ставил студенческие спектакли. В 1943 примкнул к итальянскому Сопротивлению, вступил в коммунистическую партию. После войны начал снимать документальные короткометражные фильмы, а в 1954 поставил свой первый игровой фильм «Девушки из Сан-Фредиано» по роману Васко Пратолини. К его творчеству Дзурлини обратился ещё раз, сняв фильм «Семейная хроника», в 1962 получивший Золотого льва на Венецианском кинофестивале (вместе с «Ивановым детством» Тарковского). Последний фильм Дзурлини, «Татарская пустыня», удостоился двух премий «Давид ди Донателло» (лучший фильм и лучший режиссёр) и Серебряной ленты за лучшую режиссуру. Преподавал в Экспериментальном центре кинематографии. Покончил с собой.