Felice Casorati wurde 1883 in Novara geboren und versuchte bis zu seinem zwanzigsten Lebensjahr, sich als Musiker zu etablieren: Er spielte Klavier und studierte Komposition. 

Mit dem Porträt seiner Schwester, dem Porträt von Schwester Elvira, das 1907 auf der Biennale von Venedig ausgestellt wurde, wurde er als Maler berühmt. Seine damalige Technik zeichnete sich durch statische Formen und eine ausgewogene Komposition aus. 

Im Jahr 1915 trat er in die Armee ein. Als sein Vater zwei Jahre später starb, zog er mit seiner Familie nach Turin, wo er bald ein wichtiges Mitglied der kulturellen Kreise der Stadt wurde. 

Als Freund von Casella und Gobetti schloss er sich 1922 der antifaschistischen Gruppe Liberale Revolution an. In dieser Zeit wurde er stark von den Meistern der Renaissance-Malerei beeinflusst. Piero della Francesca trug dazu bei, seine Kompositionen zu strukturieren und den Raum mit festen Formen zu gestalten. 

Zur gleichen Zeit eröffnete er in Turin eine Malschule, die von vielen jungen Künstlern besucht wurde, darunter Enrico Paulucci, Francesco Menzio, Carlo Levi, Gigi Chessa und Jessie Boswell, die sich später zu den Sechs Malern von Turin zusammenschlossen. 

1924 war Casorati auf der Biennale mit einer Einzelausstellung vertreten, die von dem Kunstkritiker Lionello Venturi präsentiert wurde. 

In den Jahren 1926 und 1929 wurde er von der Kunstkritikerin Margherita Sarfatti eingeladen, an den Gruppenausstellungen von Nine Hundred teilzunehmen. Diese Zusammenarbeit tat seiner ausgeprägten Individualität jedoch keinen Abbruch. 

Ab 1930 zeichnet sich seine Malerei durch raffinierte Farben und Lichtverhältnisse aus, die sehr zart auftreten und an eine Ästhetik der Vorrenaissance erinnern.  

Casorati wurde 1938 auf der Biennale von Venedig mit dem Großen Preis für Malerei ausgezeichnet. 

Er war in vielen künstlerischen Bereichen tätig und arbeitete mit dem Opernhaus in Rom, der Mailänder Scala und dem Theater Maggio Musicale in Florenz zusammen. Im Jahr 1941 wurde er Professor für Malerei an der Akademie Albertina in Turin, deren Direktor er 1952 und Präsident im Jahr 1954 wurde. 

1955 fertigte er ein großes Gemälde für die Einführung des Fiat 600 an, ein Porträt des Autos, das das wichtigste Symbol der Turiner Industrie ist.  

Er starb 1963 in Turin.