Desde los nueve años, Moravia sufrió tuberculosis ósea, una dolencia que lo obligó a pasar largos periodos en hospitales y sanatorios. Durante cinco años apenas pudo caminar y, en lugar de recibir una educación formal, se formó como autodidacta leyendo a autores como Dostoievski, Flaubert y Joyce. Esta experiencia de aislamiento y sufrimiento físico influyó en su visión pesimista de la vida y en la frialdad analítica de su prosa.

Su primera novela, Los indiferentes (1929), fue un escándalo en la Italia fascista. La historia exponía la hipocresía de la burguesía italiana con una crudeza inusual para la época. Moravia tuvo que pagar de su propio bolsillo la publicación porque ninguna editorial quería arriesgarse con un texto tan provocador. Sin embargo, la novela fue un éxito inmediato, convirtiéndolo en una figura literaria a los 22 años.

Durante la dictadura de Mussolini, Moravia fue censurado por su postura crítica y su ascendencia judía. En 1941, su novela La mascarada fue prohibida por el régimen, ya que era una alegoría encubierta del fascismo. Cuando los nazis ocuparon Italia en 1943, tuvo que huir de Roma con su esposa, Elsa Morante. Se refugiaron en una aldea de los Abruzos, viviendo en condiciones de extrema pobreza y conviviendo con campesinos analfabetos. Esta experiencia influyó en su obra posterior, en particular en La campesina (1957).

Moravia se casó con Elsa Morante en 1941, formando una de las parejas más emblemáticas de la literatura italiana. Sin embargo, su relación estuvo plagada de infidelidades y enfrentamientos. Ambos mantenían romances con otras personas: Moravia tuvo una larga relación con la actriz Dacia Maraini, con quien vivió tras separarse de Morante en 1962. A pesar de la separación, Moravia y Morante mantuvieron una profunda admiración mutua hasta el final de sus vidas.

Varias de sus novelas fueron adaptadas al cine con gran éxito. El desprecio (1954) fue llevada a la gran pantalla por Jean-Luc Godard con Brigitte Bardot como protagonista, mientras que El conformista (1951) fue adaptada por Bernardo Bertolucci en una película clave del cine político. Estas adaptaciones consolidaron a Moravia como un escritor cuya crítica social trascendía la literatura.

Moravia no solo fue novelista, sino también periodista y crítico cultural. Durante décadas escribió para el Corriere della Sera, abordando temas como el existencialismo, el marxismo y la política internacional. En 1984 fue elegido eurodiputado por el Partido Comunista Italiano, aunque nunca se consideró un militante convencido.

Moravia murió en 1990 en Roma, aparentemente por causas naturales, en el baño de su casa. Lo irónico es que su última novela, El hombre que mira (1985), trataba sobre un personaje obsesionado con la muerte y la decadencia física. Su funeral fue un evento multitudinario, con la presencia de políticos, intelectuales y cineastas que reconocían su influencia en la cultura del siglo XX.