Giuseppe Cordero Lanza di Montezemolo est issu d'une vieille famille noble piémontaise, comme le président de Ferrari Luca Cordero di Montezemolo, qui a produit de nombreux officiers, diplomates et ecclésiastiques. Le cardinal Andrea Cordero Lanza di Montezemolo est son fils.
Giuseppe di Montezemolo est entré à l'âge de 17 ans comme volontaire dans l'armée italienne et a participé à la première guerre mondiale.
Il a étudié le génie et enseigné en tant que capitaine à l'Académie militaire.
Après un cours de formation à l'état-major général, il commande un bataillon de télécommunications, avec lequel participe à la Guerre civile espagnole.
En 1940, il est en fonction à l'état-major général (Comando Supremo).
À la destitution de Mussolini, en , il est nommé chef du Bureau du nouveau premier ministre italien, Pietro Badoglio, puis rejoint la résistance en clandestinité comme commandant du Fronte militare clandestino, mais il est arrêté sur dénonciation par la Gestapo avec le lieutenant Filippo de Grenet au domicile de celui-ci. Longtemps, les deux hommes ont été torturés au Commissariat de la police allemande via Torquato Tasso mais n'ont pas cédé.
Montezemolo et de Grenet ont été assassinés le , dans les grottes des Fosses ardeatines.