Baigė tapybos ir scenografijos studijas Bolonijos menų akademijoje. 1981 m. su seserimi Claudia Castellucci ir Chiara Guidi įkūrė eksperimentinį teatrą Socìetas Raffaello Sanzio. Šis teatras veikia projektų principu – kiekvienam spektakliui suburiama nauja kūrybinė trupė. Nuo 2006 m. R. Castellucci dirba individualiai. Jo spektakliai kone kasmet rodomi prestižiškiausiuose pasaulio teatruose bei festivaliuose.
R. Castellucci ne tik režisuoja spektaklius. Neretai jis tampa ir dramaturgu, kostiumų, šviesų ar garso dailinininku, scenografu. R. Castellucci kūryba priskiriama postdraminiam teatrui. Jo spektakliai pasižymi ypatingu vizualumu, simbolizmu, skulptūriškumu, gausiomis kitų meno kūrinių citatomis, naudojami dideli scenografijos elementai, neretai pasirodo gyvi gyvūnai.
Lietuvoje režisierius žinomas dėl 2012 m. kilusio skandalo, kuomet Lietuvos nacionaliniame dramos teatre buvo parodytas spektaklis „Apie Dievo Sūnaus veido koncepciją“. Kai buvo paskelbta, jog bus rodomas būtent šis darbas, kilo nemenkas sujudimas ir pasklido kalbos, jog spektaklyje niekinamas Jėzaus Kristaus veidas. Kurį laiką buvo svarstoma uždrausti spektaklio rodymą. Spektaklio rodymo dieną prie teatro rinkosi pasipiktinę žmonės, protestavo, giedojo.
R. Castellucci išrado naują teatrinę kalbą – gyvybingą, jautrią ir smurtinę tuo pat metu. Jo kūryba eretiška, tačiau paremta primityviais simboliais, kuriems beveik nereikalingas aktorių kalbėjimas. Visi jo spektakliai balansuoja ant šokiravimo, pasibjaurėjimo, tačiau ir didelio grožio bei trapumo ribos. Pats Romeo Castellucci viename interviu yra pasakęs: „Kiekvienas vaizdinys, kurį pamatome turėtų įsiskverbti į mus, užkurdamas viduje ugnį.“