Bei den Internationalen Filmfestspielen von Cannes 1972 spielte er in zwei Filmen die Hauptrolle ("Der Fall Mattei" und "Die Arbeiterklasse geht ins Paradies"). Beide Filme gewannen den Hauptpreis des Festivals. Er selbst erhielt den Darstellerpreis bei den Internationalen Filmfestspielen von Cannes 1983 für seine Leistung in "Der Tod des Mario Ricci". Volonté erhielt für seine Darstellung des Politikers Aldo Moro in dem Film "Die Affäre Aldo Moro" den Silbernen Bären als bester Darsteller bei der Berlinale 1987.