Джуліано Монтальдо народився 22 лютого 1930 року в місті Генуї, Італія.
Ще бувши студентом, Монтальдо знявся у фільмі Карло Ліццані «Обережно! Бандити!» (1951). Потім він працював асистентом режисера на зйомках фільмів Ліццані і Джилло Понтекорво. Після ще кількох зіграних ролей у фільмах інших режисерів, у 1961 Монтальдо поставив за власним сценарієм перший свій фільм «Стрільба по блюдечках» (Tiro al piccione).
Найпомітнішими режисерськими роботами Монтальдо стали фільми «Сакко і Ванцетті» (1971) про відомих анархістів і борців за права робітників Ніколу Сакко і Бартоломео Ванцетті, страчених у США на електричному стільці, та «Окуляри в золотій оправі» (1987) — художній фільм про гоніння на євреїв та геїв у 1930-і роки за часів правління в Італії Беніто Муссоліні. Окрім роботи в кіно Монтальдо також поставив для телебачення трилер «Замкнене коло» (1978) за участю Джуліано Джемми та біографічний телесеріал «Марко Поло» (1982) з Кеном Маршаллом у головній ролі.
У 1971 році Джуліано Монтальдо входив до складу журі 7-го Московського міжнародного кінофестивалю, очолюваного Григорієм Козінцевим.
З листопада 2016 року до кінця 2017 року Джуліано Монтальдо очолював як президент Академію італійського кіно та національну кінопремію «Давид ді Донателло».
Джуліано Монтальдо помер 6 вересня 2023 року в себе вдома у Римі в 93-річному віці.