L'un des rares gymnastes à pouvoir rivaliser avec les Japonais et le Russes dans les années 1960. Quintuple médaillé olympique dont un titre :  au sol en 1964 (3eme en 1960 ; 2eme aux anneaux en 1964, 3eme aux barres parallèles en 1964 et par équipes en 1960). Médaillé de bronze mondial au sol en 1960 et 1966 et aux anneaux en 1966. Il a remporté six titres européens entre 1961 et 1967:  du concours général en 1965 (3eme en 1967), au sol en 1961, 1963 et 1965, à la barre fixe et aux anneaux en 1965 (4 autres médailles d'argent et 4 de bronze). Il a arrêté sa carrière sportive après une sévère chute survenue lors de l'exercice au sol pendant les Jeux Olympiques de 1968 (rupture des talons d'Achille). Il a été le premier gymnaste à porter des pantalons courts pour avoir une plus grande liberté de mouvement. Il est notamment réputé pour avoir présenté un nouvel élément au sol et un autre aux anneaux, deux figures qui portent son nom. De 1973 à 1979, il a été l'entraîneur de l'équipe d'Italie. Son frère Giampaolo était un fooballeur de haut niveau.