Né d’une mère allemande et d’un ingénieur-chimiste italien, il a deux frères. Enfant, il vécut au village de Lommatzsch en Allemagne puis survécut au Bombardement de Dresde à la fin de la Seconde Guerre mondiale.

Dans son enfance, Mario Girotti se passionne pour la natation : à 12 ans, il remporte une médaille de bronze en brasse, dans l’équipe de Rome « Lazio ». Sportif, Mario Girotti et son équipe d’aviron « Tevere Roma » remportent une médaille d’argent.

Il s’installe à Rome, où en 1951 Dino Risi le remarque lors d’une compétition de natation et lui offre un petit rôle dans son premier film « Vacanze col gangster » (Vacances avec le gangster) : il n’a alors que 12 ans.

Après avoir tourné 27 films en Italie, il obtint un second rôle dans le film de Luchino Visconti Le Guépard (1963). En 1964, il retourne en Allemagne et tourne dans plusieurs séries d’aventure et des westerns, d’après des nouvelles de l’auteur allemand Karl May. En 1967, il revient en Italie pour jouer dans Dieu pardonne… pas moi ! (1968). C’est sur ce tournage qu’il fait la connaissance de Carlo Pedersoli, alias Bud Spencer. La même année, il change son nom en Terence Hill.

Dans les années suivantes, il joue dans de nombreux films d’action et westerns (appelés généralement Western spaghetti) avec son partenaire Bud Spencer. Le duo remporte un certain succès en Italie et ailleurs avec des films de série B. Ses films les plus célèbres sont le western de 1971, On l’appelle Trinita et sa suite de 1972, On continue à l’appeler Trinita. En 1973, il joue en duo avec Henry Fonda dans « Mon nom est Personne » produit par Sergio Leone. Il joue également le rôle de Lucky Luke dans un film qu’il réalise en 1991.

Filmographie sélective (réalisateur)
* 1983 : Don Camillo
* 1991 : Lucky Luke

Filmographie sélective (acteur)
* 1963 : Le Guépard
* 1968 : Trinita, prépare ton cercueil!
* 1971 : Trinita voit rouge
* 1973 : Mon nom est Personne
* 1976 : Un génie, deux associés, une cloche
* 1975 : T’as le bonjour de Trinita
* 1980 : Un drôle de flic
* 1987 : Renegade
* 1996 : Cyberflic

Les films avec Bud Spencer
* 1967 : Dieu pardonne… pas moi !
* 1968 : Les Quatre de l’Ave Maria
* 1969 : La colline des bottes
* 1970 : On l’appelle Trinita
* 1971 : On continue à l’appeler Trinita
* 1972 : Maintenant, on l’appelle Plata
* 1974 : Les Deux Missionnaires
* 1974 : Attention, on va se fâcher!
* 1976 : Deux Super-flics
* 1978 : Pair et impair
* 1979 : Cul et chemise
* 1981 : Salut l’ami, adieu le trésor
* 1983 : Quand faut y aller, faut y aller
* 1984 : Attention les dégâts
* 1985 : Les Superflics de Miami
* 1994 : Petit papa baston

Le tournage