Montaldo režíroval vyše 20 filmov; debutoval filmom Tiro al piccione (1962). Medzi jeho ďalšie snímky patria Ad ogni costo (1967), Gli intoccabili (1969), Sacco e Vanzetti (1971), Giordano Bruno (1973), L'Agnese va a morire (1976), Muž so zlatými okuliarmi (1987), Je čas zabíjať (1990), Démoni Petrohradu (2008) či jeho posledné dielo L'industriale (2011).
Režíroval aj osemdielny historický televízny seriál Marco Polo (1982), ktorý získal cenu Emmy. Často spolupracoval s hudobným skladateľom Enniom Morriconem, ktorý zomrel v roku 2020.
Montaldo bol držiteľom niekoľkých hlavných ocenení z filmových festivalov v Cannes, Benátkach a Berlíne. Udelili mu tiež taliansky Zlatý glóbus alebo Donatellovho Dávida.
