Acteur et réalisateur italien, Sergio Rubini a été formé à L’Académie nationale d’art dramatique. Le théâtre a été longtemps son activité principale et il y est dirigé par de grands metteurs en scène comme Antonio Calenda et Enzo Siciliano.
Sergio Rubini aborde le cinéma en 1985 avec Figlio mio infinitamente caro… de Valentino Orsini. Il incarne le fils d’Aldo Moro dans L’affaire Aldo Moro (1986) de Giuseppe Ferrara et fait partie de la distribution d’Intervista (1987) de Federico Fellini.
Il passe à la réalisation avec Le chef de gare (1990). Le film obtient le prix de la critique à la Mostra de Venise et vaut à Rubini le Donatello du meilleur réalisateur. Il y dirige l’actrice Margherita Buy, par ailleurs son épouse. Sergio Rubini tournera d’autres longs métrages essentiellement destinés au marché italien.
En tant qu’acteur, il est vu en policier dans Le talenteux Monsieur Ripley (1999) d’Anthony Minghella et joue dans des coproductions comme Nirvana (1997) de Gabriele Salvatores et La passion du Christ (2004) de Mel Gibson. Le public, la critique et les professionnels l’apprécient également dans Denti (2000) de Gabriele Salvatores, Mio cognato (2003) d’Alessandro Piva ou La stoffa dei sogni (2016) de Gianfranco Cabiddu.
Il est également l’interprète de ses propres films comme La terra (2006) et L’uomo nero (2009). Sergio Rubini fait partie du casting de L’histoire de ma femme d’lldikó Enyedi, en compétition officielle au Festival de Cannes 2021.