Enrico Castellani è nato a Castelmassa, in provincia di Rovigo, nel 1930. Dopo aver studiato a Novara e a Milano, nel 1952 si sposta a Bruxelles, dove studia arte e architettura all'Académie Royale des Beaux-Arts e all'École Nationale Supérieure d'Architecture et des Arts Décoratifs de la Cambre. 

Nel 1956 si trasferisce a Milano, dove inizia la sua profonda riflessione artistica che lo porta a ripensare i modi convenzionali di fare arte, trascendendo i confini tra pittura, scultura e architettura.  

È del 1959 l’intuizione su quello che diverrà poi il segno distintivo della sua pratica: stende una tela monocroma su una struttura composta da nocciole. Il risultato è una combinazione di pittura, scultura ed elementi naturali. Le nocciole sotto la tela creano picchi e avvallamenti, formando ombre, texture e contrasti. 

Nel 1959 Castellani e Manzoni fondano la Galleria Azimut, esperienza breve ma di fondamentale importanza; qui Castellani allestisce la sua prima personale. 

Azimut è legata al Gruppo Zero: una rete internazionale di artisti che si dedicano a rifondare il rapporto dell'arte con luce, spazio e con l’idea di flusso come cambiamento continuo. Più tardi Castellani sostituirà le nocciole con dei chiodi. 

Queste opere si sarebbero affermate come “dipinti di luce” o "Superfici". Come i suoi coetanei del Gruppo Zero sono affascinati dai fenomeni naturali, Castellani si dedica alla modulazione della luce, sfruttandone il potenziale visivo e tattile. Le sue tele chiedono allo spettatore di perdersi nell’osservazione della materia e della struttura, piuttosto che sull’opera d’arte nel suo complesso. 

Il metodo artistico di Castellani è consolidato, continua ad approfondire questa strada, sperimentando infinite variazioni di modelli, tensioni delle superfici, modulazioni di luce, materiali, texture e colori. Realizza anche installazioni che utilizzano ready-made e oggetti scultorei, che chiama "opere oggettuali". Durante tutto il suo percorso Castellani continua, attraverso l'uso di materiali diversi, a esplorare modelli di progressione aritmetica che aprono al senso di infinito. 

Nel 1965 partecipa a The Responsive Eye, al MoMA di New York. Nel 1966 ottiene la sua prima mostra personale a New York, alla Betty Parsons Gallery.  

Castellani ha rappresentato l'Italia alle Biennali di Venezia del 1964, 1966 e 1984, e a Documenta 4 a Kassel, Germania, nel 1968. 

Dopo oltre un decennio trascorso nel mondo dell'arte milanese, Castellani si ritira nel piccolo borgo di Celleno, nel 1973, dove vive e lavora per il resto della sua vita. Gli ultimi anni della sua produzione sono più incentrati sulla scultura, con la realizzazione di rilievi in alluminio di quelle che erano le strutture nascoste dei suoi precedenti dipinti. 

Il suo lavoro è stato incluso in Identité Italienne: L'Art en Italie depuis 1959, Centre Pompidou, Parigi (1981), e The Italian Metamorphosis, 1943-1968, al Museo Solomon R. Guggenheim di New York (1994).  

 
Nel 2001 la Fondazione Prada di Milano gli dedica una grande mostra personale e nel 2010 diventa il primo artista italiano a ricevere il premio Praemium Imperiale per la pittura dalla Japan Art Association.  

Il lavoro di Castellani è stato descritto in modo centrale in ZERO: Countdown to Tomorrow, 1950-60, una mostra 2014-15 al Solomon R. Guggenheim Museum di New York, così come nella mostra similare ZERO is INFINITY al Yayoi Kusama Museum a Tokyo nel 2020.