Nasceu em Monte Savino, Itália no ano de 1864 . Formou-se em medicina na Universidade de Siena em 1889, onde começou a carreira como professor assistente de patologia. No início dos anos 1890 trabalhou no laboratório de Camillo Golgi em Pavia, e com Émile Roux e Ilia Metchnikoff no Instituto Pasteur de Paris onde manteve estreita relação com o próprio Pasteur. De volta à Itália em 1894 foi nomeado assistente do laboratório de patologia experimental da Universidade de Siena.
Em 1895 foi chamado a dirigir o novo Instituto de Higiene experimental de Montevidéu. Interessado na febre amarela veio ao Brasil, trabalhou com Seidl no hospital São Sebastião. Em junho de 1897 apresentou o "bacilo icteróide" como agente etiológico da doença. Produziu um soro que se mostrou sem eficácia terapêutica ou profilática. No ano seguinte retornou à Itália e assumiu a cátedra de higiene da Universidade de Bolonha.
Elegeu-se deputado em 1900, permaneceu na Câmara por cerca de 20 anos. De 1906 a 1909 foi subsecretário do ministério da Agricultura, Indústria e Comércio. Em 1915 assumiu a cátedra de higiene da Universidade de Roma. Em 1920 foi nomeado senador do reino e dois anos depois reitor da Universidade de Roma. Em 1924 viajou à Argentina para combater uma epidemia de cólera, na oportunidade descreveu o "fenômeno Sanarelli-Schwartzman". Em 1925 fez discursos no senado em defesa de estudantes antifacistas. Foi um dos signatários do manifesto dos intelectuais antifacistas.
Publicou diversas obras entre as quais: Tubercolosi ed evoluzione sociale, (Milano 1913) Manuale d’igiene generale e coloniale (Firenze, 1914), e Il fattore ereditario nella tubercolosi, (Roma 1930).
Morreu em Roma, em abril de 1940