Guadagnino maakte zijn regiedebuut in 1999 met de langspeelfilm The Protagonists, die in première ging op het filmfestival van Venetië. Hij maakte enkele documentaires in 2003 en 2004 die vertoond werden op filmfestivals en brak door in 2005 met zijn tweede langspeelfilm Melissa P. 

In 2009 schreef, regisseerde en produceerde hij de culthit Io sono l'amore die op verschillende festivals vertoond werd en positieve kritieken kreeg van de filmcritici en de toeschouwers. De film won een aantal prijzen en werd genomineerd voor de Oscar voor beste kostuums en de Golden Globe en BAFTA Award voor beste buitenlandse film.

Buiten het filmmaken was Guadagnino verschillende malen jurylid in internationale filmfestivals. Hij is sinds 2005 actief voor het Italiaans modehuis Fendi en richtte in 2012 het productiehuis Frenesy op. In december 2011 maakte hij zijn debuut als operaregisseur met Falstaff van Giuseppe Verdi in het Teatro Filarmonico in Verona, Italië. 

Het werk van Guadagnino is vaak observerend en voyeuristisch waarbij zijn hoofdpersonen grotendeels ongrijpbaar blijven. Ongemak en nieuwsgierigheid houden de toeschouwer gevangen en geboeid. Een zekere kunstmatigheid en melodrama vormen de basis van veel van Guadagnino’s werk. Hij laat zich niet tegenhouden door genre grenzen of -conventies. Het levert een gevarieerd oeuvre op dat in een wereld bestaat die niet streeft naar realiteit, maar een weergave daarvan. Met meer kleur en meer drama.

Met CALL ME BY YOUR NAME brak Timothée Chalamet door als acteur. Hij speelt de jonge Elio die met zijn familie de zomer van 1983 doorbrengt in Noord-Italië. Tijdens deze vakantie verblijft de oudere Amerikaanse student Oliver (Armie Hammer) bij de familie om Elio’s vader te helpen met een onderzoek. Elio en Oliver worden verliefd op elkaar en beleven een onvergetelijke zomer vol muziek en ontluikende seksualiteit. Ze moeten echter leren met hun verliefdheid om te gaan.

Guadagnino noemt IO SONO L’AMORE, A BIGGER SPLASH en CALL ME BY YOUR NAME zijn ‘Verlangen Trilogie’. Hij ging daarna een heel andere kant op…

De projecten worden groter, maar Guadagnino is duidelijk niet vies van wat controverse. Hij neemt graag risico’s. Gelukkig maar.