Rodari naît le 23 octobre 1920 à Omegna, une petite ville du nord de l'Italie. Son père, un boulanger, meurt alors que Rodari n'a que 9 ans. Lui et ses deux frères, Cesare et Mario, sont élevés par leur mère dans leur village natal, Gavirate, province de Varèse.
Après un séminaire de 3 ans à Soveso, il reçoit en 1937 son diplôme d'enseignant à l'âge de 17 ans. Il enseigne alors dans des classes élémentaires du district de Varesotto. Il s'intéresse à la musique, en suivant trois ans de cours de violon, ainsi qu'à la littérature. Il découvre ainsi les ouvrages de Nietzsche, Schopenhauer, Marx, Engels, Lénine, Trotsky et Staline qui affûtent son sens critique. En 1939, pendant une courte période, il fréquente l'université de Milan.
Durant la Seconde Guerre mondiale, Rodari est exempté de l'armée pour raisons de santé. Il rejoint le parti fasciste pendant quelque temps, pour obtenir un travail, la carte du parti fasciste étant obligatoire pour tous les fonctionnaires. Traumatisé par la perte de ses deux meilleurs amis et l'incarcération de son frère Cesare dans un camp de concentration, Rodari rejoint le parti communiste italien en 1944 et participe au mouvement de résistance italien. Rodari aurait en fait rejoint les communistes et la résistance dès les années 1940, son appartenance au parti fasciste étant une couverture obligatoire à ses réelles activités politiques.
En 1948, en tant que journaliste du périodique communiste L'Unita, il commence l'écriture de livres pour enfants. En 1950 le Parti lui confie un poste de rédacteur pour le nouvel hebdomadaire pour enfants Il Pioniere. En 1951, il publie ses premiers livres: Il Libro delle Filastrocche et Il Romanzo di Cipollino.
Il se rend pour la première fois en URSS en 1952. Il se marie l'année suivante avec Maria Teresa Feretti avec qui il a, 4 ans plus tard, une fille nommée Paola. En 1957, Rodari passe l'examen de journaliste professionnel.
De 1966 à 1969, Rodari participe activement a des projets collaboratifs avec des enfants. En 1970 lui est décerné le Prix Hans Christian Andersen récompensant les auteurs de littérature enfantine. Cette décoration lui permet d'obtenir une réputation internationale. Ses ouvrages ont depuis été traduits dans bon nombre de langues.
En 1979, après un voyage en URSS, sa santé décline et l'empêche de travailler comme avant. Il meurt lors d'une opération chirurgicale le {{Date}} à Rome.