Es doctor en Filosofía y Letras por la Universidad de Pisa. Historiador original, en ocasiones provocativo, ha tratado de demostrar las limitaciones de ciertos aspectos de la metodología histórica tradicional y se ha erigido en uno de los principales representantes de la llamada "microhistoria", de la que El queso y los gusanos (1976) es una de las más acabadas muestras.
Ha enseñado en las universidades de Bolonia, Yale, Harvard, Princeton y California y sus obras, entre las que destacan Los benandanti, Pesquisas sobre Piero, Historia nocturna y Ojazos de madera, han sido traducidas a una veintena de lenguas.