Mastroianni és Fellini: külön-külön, de együtt is fogalmak az olasz, az európai és az egyetemes filmtörténetben. Öt filmet készítettek együtt, amelyek nélkül ma egészen biztosan másképp moziznánk, de minimum Az édes élet és a 8 és 1/2 óriási hatást gyakoroltak a világ filmművészetére. Barátok voltak, holott a magánéletben alig találkoztak, ugyanakkor Fellini számára a színész afféle alteregóként szolgált a filmjeiben, vagyis Mastroianni nagyon is jól ismerte a rendezőt, képes volt belehelyezkedni a "szerepébe", művészi és magánéleti vívódásaiba.
Pedig a népszerű anekdota szerint amikor első közös filmjüket, Az édes élet-et készítették (1960), Mastroianni a forgatókönyv iránt érdeklődött, mire az egész életében karikatúrákat készítő, és hőseit is előszeretettel karikatúraszerűen ábrázoló Fellini egy pikáns rajzot mutatott neki: a képen a film főhőse ült egy csónakban, a tengerfenékig lógatva a férfiasságát, ami körül szirének keringtek. Mastroianni állítólag soha többet nem kérte el a rendezőtől a forgatókönyvet, de azonnal fellelkesült, és megértette, miféle férfit kell életre keltenie.
Az mindenesetre tény, hogy Fellini előszeretettel játszatott el Mastroiannival olyan alakokat, akiket a néző számára nem a viselkedése, hanem a megnyerő megjelenés tesz szimpatikussá (más kérdés, hogy a színész magánélete nem éppen mondható kiegyensúlyozottnak), majd ezáltal az azonosulásra és végül vezeti el őket az önfelismeréshez.
Federico Fellini az olasz filmművészet egyik legjelentősebb személyisége volt, aki nagyon személyes és költői elbeszélő stílusával járult hozzá a filmtörténethez, sőt, alakította is azt: olyan filmrendezők nevezik meg ihletőként munkásságát, mint Martin Scorsese, Woody Allen, Pedro Almodóvar, Roy Andersson, Darren Aronofsky, Greta Gerwig, Ari Aster, Tim Burton, Terry Gilliam, Emir Kusturica, Peter Greenaway, Alejandro González Iñárritu, Luca Guadagnino, Yorgos Lanthimos, George Lucas vagy David Lynch.
Filmes alteregójával, azaz Marcello Mastroiannival két olyan filmet is készített, amelyre a fent felsorolt világhíres rendezők rendszeresen hivatkoznak, és amelyek hatásait ki is lehet mutatni filmjeikben:
Persze a "maradék" három közös film is remek, ha nem is gyakoroltak akkora hatást a filmvilágra, mint Az édes élet és a 8 és 1/2.
A harmadik közös filmet 17 év kihagyás után forgatták: A nők városa (1980) Fellini egyik álmán alapul és eredetileg arról volt szó, hogy egy Ingmar Bergmannal közös film része lesz, de végül a közös vállalkozás nem valósult meg, helyette Fellini leforgatta a maga teljes, egész estés filmjét, amelyben alteregója (Mastroianni) afféle modern Odüsszeuszként egy szürreális látomásban utazik keresztül férfi és női vidékeken, hogy feldolgozza magában a nőkkel (és volt feleségével) kapcsolatos viszonyát.
Ezt követően a legendás filmes táncos páros, Fred Astaire és Ginger Rogers tiszteletére készült (eredetileg tévéfilmnek szánt) Ginger és Fred-en (1986) dolgoztak együtt, amelynek férfi főszerepét Fellini a felesége (és sokszor múzsája), Guiletta Masina kedvéért osztotta Mastroiannira, mivel a legendás színésznő korábban csak színházban dolgozott együtt Fellini kedvenc színészével. A film egyszerre nosztalgikus hattyúdal és vitriolos szatíra a televíziós szórakoztatás túlkapásairól: az idősödő énekesnő Amelia (Masina) és egykori párja, Pippo (Mastroianni) 30 év után ismét találkoznak egy karácsonyi tévéműsor alkalmával, hogy előadják Ginger Rogers és Frad Astaire híres szteppszámának saját verzióját, miközben nem csupán a férfi erőtlenségével, de a emlékeikkel és a szórakoztatóipar közegével is meg kell küzdeniük (a film miatt, sértőnek ítélve azt, Ginger Rogers be is perelte Fellinit).
Az utolsó Fellini-Mastroianni film az ugyancsak szürreális, a Cinecitta stúdió 50. évfordulójának tiszteletére készült, a dokumentumfilm és a fikció határait elmosó filmes önéletrjajz, az Interjú (1987) volt. Az önmagát alakító rendező egy vele riportot készítő japán tévéstábot lát vendégül a legendás olasz filmstúdióban, ahol életre kel az illúziók világa, miközben egy nem létező film (egy Kafka-adaptáció) forgatásán a nézők is betekintést nyernek a filmkészítés folyamatába, és amelyben az önmagát alakító Mastroianni egyszerre jelenik meg tévéreklám-hősként és éli újra, 30 év múltán Az édes élet kalandjait Anita Ekberggel, teljessé téve az "interjút", egy portrét a rendezőről és magáról a moziról.
Federico Fellini 1993-ban, Marcello Mastroianni három évvel később halt meg, de filmes együttműködésük halhatatlanná tette őket minden filmszerető számára.