Su asistencia a los cursos de dibujo en la Academia de Bellas Artes de Roma, le lleva a abandonar sus estudios de ingeniería para convertirse en pintor. Sus contactos con Balla
, Boccioni y Severini
, contribuyen a que en 1914 se una al futurismo
; de éste toma los temas urbanos y de fábricas tal y como se observa en su obra El Taller de Maravillas (1918). Atraído más tarde por la estética de la pintura metafísica, hace de las ciudades desérticas y de los maniquíes inmóviles su tema preferido, hasta que en 1922, y con la colaboración de otros artistas, funda el grupo milanés que más tarde da lugar al movimiento Novecento
; movimiento dominado por un estilo solemne y monumental al que él aporta cierto expresionismo romántico. Durante los años treinta muestra su maestría a la hora de abordar encargos murales que dota de monumentalismo y grandeza, observable en Italia entre las Artes y las Ciencias (1935), realizada para la Universidad de Roma. Tras la guerra, Sironi dedica la mayoría de su producción a la escenografía.