卡尔维诺的父亲是出生在圣雷莫的农学家，曾长年待在墨西哥及其他热带国家，与帕维亚大学一位植物学系助教结婚，她是撒丁岛人，婚后随夫婿四处旅行：第一个小孩是一九二三年十月十五日于父母整装回意前夕在哈瓦那郊区出生的。
伊塔洛·卡尔维诺一生前二十五年可以说不曾离开过圣雷莫的梅莉狄亚娜山庄，当时他父亲主持的园艺实验中心亦设于此，至于圣乔凡尼·巴蒂斯塔那片祖传农地则种有柚子及鳄梨。身为自由思想家的父母没让小孩上宗教课。卡尔维诺在圣雷莫接受了正规教育：圣乔治幼稚园，小学上的是瓦尔多教会小学，初、高中上“G.D.卡西尼”中学。拿到文科中学文凭后注册都灵大学农学系（他父亲在该系教授热带农业），不过考过头几科考试后，学业便告暂停。
在德军占领的那二十个月中，卡尔维诺经历过同年龄青年相同的波折遭遇后成为意大利社会共和国的逃兵，加入叛军和游击队行列，曾入“加里波第”军在战事最惨烈的阿尔卑斯山沿海地区作战数月。父母为德军虏为人质数月。
光复后，卡尔维诺随即积极投入共产党在因佩里亚及都灵学生间组织的政治活动（他是在抗战期间入党的）。同时开始以战时生活为背景尝试文字创作，与米兰（维多里尼的《综合科技》杂志）及都灵（埃伊纳乌迪出版社）文化圈有了初步接触。
他写的第一个短篇经切萨雷·帕维塞过目后交给穆谢塔在罗马主持的杂志发表（《阿瑞社莎》，一九四五年十二月）。接下来维多里尼在《综合科技》上刊登了他另外一篇作品（卡尔维诺还曾为该杂志撰文讨论利古里亚省的社会问题）。强西洛·费拉塔（Giansiro Ferrata）也为米兰的《统一报》向他邀稿。那个时候报纸只有一版，不过开始一周有两次印行四版：卡尔维诺除了替热那亚《统一报》第三版[61]撰稿（还赢了一个奖，与马契洛·文图理同获首奖）外，还有都灵的《统一报》（编辑阵容中曾经有阿冯索·卡托［Alfonso Gatto］）。
此外，学生卡尔维诺转系了，转到都灵大学文学系，因为特别照顾老战士——直接注册三年级。在都灵他住在一间没有暖气的阁楼里：埋首摇笔，每写完一个短篇就拿去给重建埃伊纳乌迪出版社编辑室的娜塔莉亚·金芝柏及帕维塞看。为了摆脱纠缠，帕维塞建议他写个长篇，给他同样建议的还有米兰的强西洛·费拉塔，是蒙达多利出版社为战后新作家未发表新作所举办的小说奖评审之一。卡尔维诺刚好赶在截止日期一九四六年十二月三十一日完成的小说《通向蜘蛛巢的小路》未获费拉塔及维多里尼青睐，也未进入得奖名单（米雷娜·米拉尼、欧雷斯特·德·布翁诺、路易吉·桑图奇）。卡尔维诺把小说拿给帕维塞，不置可否，帕维塞将该小说推荐给朱利欧·埃伊纳乌迪，这位都灵出版社社长兴致勃勃，甚至还教人张贴海报以配合该书上市。卖出了六千本：在那个年头，算小有成就。
他的第一本书问世的同一时间，一九四七年十一月，获文学学士学位，论文研究的是英国文学（康拉德）。不过可以说他的养成教育是在大学课堂外，意大利光复后到一九五零年之间百废待兴声中，经由讨论、发掘新的朋友与老师，接受临时、短时工完成的。开始在埃伊纳乌迪出版社的广告和新闻部门工作，这个工作接下来几年成为他的固定职业。
埃伊纳乌迪在文人、作家中囊括了最优秀的史学家、哲学家，支持不同政治、意识派系的争论未曾稍歇。这对青年卡尔维诺的塑形有着深远的影响：他一点一点地吸取比他略长的那一代的经验，这些人在文化及政治论战圈子里活动已有十或十五年时间，参加过行动党或天主教左派阵营或共产党的反法西斯行列。举足轻重的还有一段友谊（虽然与卡尔维诺的无宗教信仰有所抵触），深受共产党人天主教哲学家菲利契·巴博（Felice Balbo）的生动口才及精神影响。
为都灵《统一报》担任文化版编辑一年后（一九四八至四九年），卡尔维诺认清自己不适合做记者，也无法专职政治。继续不定期为《统一报》写稿数年，文学作品外主要是工会报道文学，关于工、农罢工和占领工厂的故事。寄情于政治及工会的实际组织问题（还有与他同辈的同志们间的情谊）而非意识形态及文化论战，帮助他度过了曾经知心，视为朋友的党及文艺团体（一九四七年的维多里尼与《综合科技》杂志：一九五零年的菲利契·巴博与《文化与现实》杂志）对他交相指责并疏远的危机。
最让他不确定的是文学这条路：第一本小说出版后，卡尔维诺几年来试着延续之前写实-社会-顽童历险路线写出其他小说，但不是被他的老师及顾问毫不留情地大加挞伐，就是丢到垃圾桶里。厌倦于耕耘后的挫败感，纯凭一股说故事的冲动，挥笔写出《分成两半的子爵》。既然只是一篇“娱乐文章”，无须小题大作，本想在杂志上发表不打算出书，但维多里尼坚持要收入他的“筹码”丛书中出版，并出乎意料获得一致好评，艾密利欧·契科亦撰文赞许，这意味着卡尔维诺登堂入殿（登榜新科）进入意大利“官方”文坛。意共则爆发了一场对这类“现实主义”的小小论战，亦不乏权威人士的正面评价居中持平。
由那次的肯定，卡尔维诺“寓言家”（这个头衔在他的第一本小说书评中已经出现）以司汤达嘲讽笔法重现当代经验的系列作品大放异彩。维多里尼为解释这次的交替，率先喊出“寓言色彩的现实主义”和“风格写实的寓言”是为幸运程式。卡尔维诺也试着就理论角度结合他的知识与创作元素：一九五五年佛罗伦萨一次会议中提出的正是他研究中组织最严谨的部分（《狮心》，《比拟》杂志，VI，66）。
卡尔维诺于五十年代奠定了他在意大利文坛的地位，当时的气氛与他在理念上始终难以割舍的四十年代末相去甚远。五十年代的文学中心在罗马，即便公开宣称自己是“都灵人”的卡尔维诺，大多时间也都待在罗马，享受那座无忧城，以及平易近人的卡尔洛·莱维为首，数不清的朋友与食友。
那几年，朱利欧·埃伊纳乌迪委托他的寓言作家由民间传说整理出一套《意大利童话》，卡尔维诺负责从收集到的已发表及未发表的十九世纪民间故事中筛选，并自方言翻译为意大利文。同时也是一份学术工作（请参阅其研究、前言及注释），一度唤醒了卡尔维诺已然淡去的研究兴趣。
另一方面，政治大论战的时机成熟，使共产世界坚实一体的表象受到打击。一九五四年到五五年，意共知识分子派系斗争似乎暂告一段落，卡尔维诺与沙林纳利、特隆巴朵利在罗马合办的《当代》周刊开始密切合作。同一时间与米兰黑格尔-马克思流派的切萨雷·卡瑟斯（Cesare Cases），尤其是与雷纳多·索密（Renato Solmi）的对话别具意义，而在这两人背后是法朗克·佛提尼（Franco Fortini），不论之前或未来都是卡尔维诺最难应付的对手。一九五六年卡尔维诺投入党内斗争（并为罗马《不设防城市》杂志写稿），一九五七年退党。曾经（一九五八至五九年）加入新左派社会党的论战，为安东尼奥·焦利蒂（Antonio Giolitti）的《过去与现在》杂志及《明日意大利》写稿。
一九五九年维多里尼创办一份以当时文学主流相关论文及文评为主的专刊《样书》（Il Menabò），邀卡尔维诺与他同列主编。在《样书》上卡尔维诺发表了几篇关于世界文学概况的杂文：《客观性之无限》（《样书》，2，一九五九年）、《挑战迷宫》（《样书》，5，一九六二年），还有一篇试图勾勒意识形态整体轮廊的文章《劳工反证》（《样书》，7，一九六四年）。朋友们对最后那一篇的意见促使他决定彻底放弃理论研究。
一九五九年到一九六零年间，卡尔维诺在美国待了六个月。接下来十年他待在国外的次数日增。一九六四年结婚，妻子是阿根廷人，原籍苏俄，从事英文翻译，住在巴黎。一九六五年得一女。
最近几年可以为卡尔维诺作传的资料愈来愈少：他对公共事务的介入渐少，较少露面，不为报纸写稿，不因赞成或反对惹人讨厌。关于他所做的旅行所知不多，因为他是少数几位既不写游记也不写传真报道的意大利作家之一。他远离文坛，于一九六八年拒领三百万里拉奖金得到印证。
《树上的男爵》一书作者似乎下定决心要与外界保持距离。他已达到事不关己、漠不关心的境界？认识他的，知道他其实是因为深刻认识到世界的复杂，以至于在滚滚涌至的期盼及焦虑中张口无言。