Studia all’Accademia di belle arti di Roma, dov’è allievo di Duilio Cambellotti.
Nel 1913 entra in contatto con il movimento futurista durante una serata organizzata da Filippo
Tommaso Marinetti al Teatro Costanzi di Roma. Comincia allora a frequentare lo studio di Giacomo Balla, insieme a Umberto Boccioni. Nel 1914 partecipa all’Esposizione libera futurista internazionale alla Galleria Sprovieri di Roma e da allora prende parte a tutte le principali mostre del movimento.
Nel 1917 fonda, con Bino Samminiatelli, la rivista "Noi", uno dei luoghi di contatto della cultura italiana con il movimento Dada di Tristan Tzara.
Nel 1924 pubblica il manifesto L’atmosfera scenica futurista, mentre nello stesso periodo le sue scenografie sono esposte nelle maggiori rassegne internazionali dedicate al teatro. Nel 1925 espone alla III Biennale romana ed è commissario della sezione futurista all’Exposition internationale des arts décoratifs a Parigi, dove vince il Grand Prix d’art théatrale. Dal 1925 al 1937 si trasferisce a vivere a Parigi.
Nel 1926 espone con i futuristi alla XV Biennale di Venezia. Nel 1932 definisce i termini teorici della sua pittura" cosmica" nel testo La plastica futurista - dal dinamismo plastico all’architettura spirituale, mentre partecipa alle prime mostre di aeropittura che si tengono quell’anno a Parigi e Milano. Nel dopoguerra fonda con Josef Jarema l’Art Club e nel 1944 pubblica l’importante volume Arte polimaterica. Quattro anni dopo si unisce al MAC.
Poco dopo la sua morte, nel 1961, gli viene dedicata una grande retrospettiva alla Galleria nazionale d’arte moderna di Roma.