Рота происходил из семьи музыкантов, был музыкальным вундеркиндом, получил прекрасное академическое образование, а в кино пришел впервые из любопытства, на пробу — посмотреть, что такое киномузыка. Это случилось в 1933-м, на фильме «Рабочий поезд» Рафаэлло Матараццо, но всерьез он занялся кино только девять лет спустя — и остался в нем навсегда.
Он работал с Лукино Висконти, Франко Дзефирелли, Пьером Паоло Пазолини, Марио Моничелли, другими грандами итальянского кино.