In den frühen 1950er-Jahren war Ortolani Gründer und Kopf einer in Italien sehr populären Jazzband.
1962 schrieb er zusammen mit Nino Oliveiro seine erste Filmmusik für Paolo Cavaras und Gualtiero Jacopettis Pseudo-DokumentarfilmMondo Cane. Der Titelsong More wurde ein Welthit, gewann 1963 den Grammy und wurde 1964 für den Oscar in der Sparte Best Song nominiert. Damit war der Grundstein für eine Reihe von Filmen für Hollywood gelegt. Ein weiterer Welthit wurde die Titelmusik aus dem brasilianischen Film O Cangaceiro (Regie Giovanni Fago, 1970).
In Europa schrieb Ortolani unter anderem Filmmusiken für verschiedene Italowestern, unter anderem für die beiden Tonino-Valerii-Filme Sie verkaufen den Tod und Der Tod ritt dienstags, dessen Score von Quentin Tarantino in seinem Racheepos Kill Bill teilweise erneut verwendet wurde. Deutsche Kinobesucher kennen seine Musik auch aus den Filmen Flying Clipper, Ein Kampf um Rom und aus dem teuersten aller Karl-May-FilmeOld Shatterhand, für den er sogar einen Chor einsetzen durfte. Ortolani schrieb auch die Musik für die deutsch-italienischen GialliDas Geheimnis des gelben Grabes und Das Rätsel des silbernen Halbmonds sowie für die erste Staffel der Thriller-Serie Allein gegen die Mafia.
2004 erhielt Ortolani für sein Lebenswerk den Preis „Pippo Barzizza“.[2]
Er war mit der Sängerin Katyna Ranieri verheiratet, für die er auch einige Lieder schrieb. 2007 hatte sein Musical Il principe della gioventù Premiere.[3]