Critique cinématographique, il travaille également en collaboration avec les frères Paolo et Vittorio Taviani, dirige de nombreux documentaires et courts métrages industriels. En 1963, toujours avec les Taviani, il signe son premier long métrage : Un homme à brûler (Un uomo da bruciare), portrait complexe d'un syndicaliste dans une région sous-développée de l'Italie du Sud. La même année, les trois réalisateurs dirigent les Hors-la-loi du mariage (I fuorilegge del matrimonio), une comédie à épisodes sur les absurdités sociales dues à l'absence du divorce légal. Orsini dirige seul ensuite : I dannati della terra (1970), Corbari (id.), L'amante dell'Orsa Maggiore (1972), Uomini e no (1979). Ses idéaux politiques et ses évocations des thèmes de la Résistance sont exprimés sans dialectique ni grande originalité.
