született Rómában.
Művészi pályafutása már a második világháború előtt elkezdődött, pályája csak a háború után teljesedett ki. A neorealizmus képviselőjeként szerzett nevet magának, de később ő is rendezett néhány könnyedebb, pusztán szórakoztató célzatú mozgóképet.
Építészmérnöknek tanult, de már diákként élénk érdeklődést tanúsított a művészetek iránt. Színdarabokat írt, melyek közül néhányat be is mutattak. Ezen felbuzdulva elvégezte a római filmfőiskolát. 1933-ban megrendezte első saját filmjét, de utána évekig nem rendezett újra. 1938-tól forgatókönyveket írt, többek között Mario Soldati, Mario Camerini és Max Neufeld számára. Nemzetközi hírnevét mint önálló rendező a Békében élni című 1947-es drámával alapozta meg. Haladó gondolkodás, társadalombíráló szándék, esetenként szatirikus felhangok jellemezték következő filmjeit. A kritika igen nagyra értékelte a Per a város ellen című drámáját, amely a XX. század elejének Nápolyát ábrázolja, különös tekintettel a helyi maffia, a camorra működésére. Más neorealista művészekhez hasonlóan az irányzat hanyatlását követően Zampa is a lélekábrázolás elmélyítésével próbálkozott. E törekvés jegyében készítette el Alberto Moravia A római lány című erkölcsrajzának filmváltozatát is, amelyben Gina Lollobrigida számára nyújtott újabb lehetőséget drámai képességei bizonyítására. Társadalombíráló szándéka érvényesült A bíró és A rendőr című filmjeiben. A 60-as évektől filmjeiben egyre inkább a szórakoztató motívumok kerültek előtérbe, ugyanakkor könnyedebb munkáiban is igyekezett megőrizni a tőle elvárható színvonalat. A betegpénztári orvos és a Jó megjelenésű ausztráliai feleséget keres egyaránt Alberto Sordi sokoldalú komikusi tehetségére épített. Utolsó mozifilmje, a négy pikáns történetből álló Vad ágyak a filmvilág akkori legvonzóbb szépségei, Monica Vitti, Sylvia Kristel, Ursula Andress és Laura Antonelli számára biztosított vígjátéki szereplehetőségeket. Műveivel több díjat is elnyert, például az Ezüst Szalag-díjat, a Velencei, a Berlini és a Locarnói Filmfesztivál díjait.
Luigi Zampa 1991. augusztus 16-án, Rómában halt meg.