Обучаясь в Римском университете, Мастроянни познакомился с Джульеттой Мазиной. Участвуя вместе с ней в спектаклях самодеятельного студенческого театра – одного из самых сильнейших в Риме, Марчелло и не догадывался, что Джульетта рассказала о нем Лукино Висконти, режиссеру театра и кино.
Лукино Висконти часто вспоминал то прекрасное время, когда в его театр пришли Паола Стоппа, Росселла Фальк, Витторио Гассман: "Но, пожалуй, интереснее всего получилось с Марчелло Мастроянни, парнишкой, не умевшим произнести простейшие реплики. Я взял его в шекспировскую «Розалинду» в 1948 году, после чего мы работали вместе до 1956 года. Он сыграл у меня по меньшей мере в десяти спектаклях, а под конец – в «Дяде Ване» и в новой постановке «Смерти коммивояжера».
В театре «Элизе» Мастроянни был сразу введен на роль Митчелла в пьесе Уильямса «Трамвай „Желание“». Все получилось как нельзя лучше. «Я вышел из рабочей среды, и это была моя роль», – говорил актер. Позже, после ухода Гассмана, он получит в «Трамвае» главную роль.
Спектакль «Орест» Альфиери дался Мастроянни с большим трудом. У него никак не получалось правильно произносить стихи. Когда распространился слух, что Висконти собирается заменить его на другого актера, Марчелло забрел в бар и пропустил две порции коньяка. На сцену он вышел преисполненный дерзости и решимости. После репетиции Висконти сказал ему: «Ты чувствуешь, что сегодня начал играть лучше?» На следующий день он уже чуть ли не аплодировал игре Мастроянни.
Режиссер Блазетти, посмотрев спектакль, заявил: «На этом материале нужно делать фильм», – и пригласил актера сниматься в «Жаль, что ты такая каналья».
В 1950 году Мастроянни женился на Флоре Карабелле, дочери довольно известного музыканта. Единственную дочь, родившуюся в 1951 году, они назовут Барбарой.
Зрители Международного кинофестиваля в Локарно высоко оценили игру Мастроянни в фильме Лючано Эммера «Августовское воскресенье» (1949). Он с успехом снимается в других картинах Эммера: «Девушки с площади Испании» (1952) и «Париж всегда Париж» (1950), а также у Блазетти в «Наших временах» (1953). Мастроянни убедителен в образе простого итальянца – крестьянина, рабочего, таксиста…
С этого времени Мастроянни уже не расстается с кинематографом. Три-четыре картины в год – таков его минимум. Задушевность и непосредственность его героев способствовали успеху актера и в последующих фильмах: «Лихорадка жизни» (1952) и «Дни любви» де Сантиса (1954), где он создал комический образ сельского Ромео, пылкого жениха, превратившегося в рассудительного мужа. В «Двоеженце» (1955) этот образ обогатился новыми чертами. Мастроянни проявил себя прекрасным комедийным актером. За «Дни любви» он был награжден призом «Серебряная лента», высшей национальной премией, ежегодно присуждаемой итальянскими критиками.
При этом он продолжает работу в театре. Кавалер Рипафратта в «Трактирщице» Гольдони, Астров в «Дяде Ване» и Соленый в «Трех сестрах» Чехова, Бифф в «Смерти коммивояжера» Миллера вошли в число его лучших ролей.
Сам же Мастроянни переживал и сомневался. Этот период он вспоминает с радостью и печалью: «Я предал идеалы своих родителей, не выбрал приличную профессию. Меня завлек вихрь римской богемы… В актерстве я видел только способ заработать деньги. И как долго это может продлиться, тогда никто не знал… Мой отец ослеп от диабета, а мать потеряла слух. Но они любили ходить на спектакли с моим участием. Отец – слушать мой голос, а мать – смотреть на меня…»
Вторую «Серебряную ленту» актер получил в 1958 году за роль Мечтателя в картине Висконти «Белые ночи» (1957) по повести Достоевского. «Я приложил немало сил, чтобы сыграть в фильме „Белые ночи“, потому что в главном герое, в его застенчивости я прежде всего ощущал и видел себя. Я сам был такой несмелый в делах любви и, возможно, такой же несчастный».
В самом скандальном фильме Феллини «Сладкая жизнь» Мастроянни играл роль светского репортера по имени Марчелло, рассказывающего анекдоты и скандальные истории из жизни так называемого «ресторанного общества». «Моя роль в „Сладкой жизни“, – говорил после выхода фильма на экраны Мастроянни, – я считаю самой значительной и наиболее современной из всего, что мне удалось сыграть до сих пор. Образ журналиста Марчелло – это образ обычного смертного, который подобно многим из нас неустойчив, изменчив и, как все „несозревшие“ люди, готов к неожиданным крайностям – в плохом и хорошем смысле… Его тянет пробовать все эмоции, испытать все впечатления, чтобы ими заполнить жизнь… Марчелло и сам не знает, чего он хочет на самом деле, и в результате проигрывает все, что имеет. Именно это его „несовершенство“ сделано с совершенством: он не герой в общепринятом смысле слова, но это правдивый образ – разновидность характера, который в современной действительности часто встречается…»