Castellani var son till italienska emigranter i Argentina och föddes i Italien enbart för att hans mor reste hem just av det skälet. När sonen var fyra månader gammal återvände hon till Rosario i Argentina där Castellani kom att tillbringa de tolv första åren av sitt liv. Därefter återvände familjen till Italien och Castellani avslutade sin skolgång i Genua. Efter skolan flyttade han till Milano där han studerade till arkitekt. Han deltog som ingenjörofficer i Abessinienkriget där han 1936 beordrades att vara filmregissören Mario Camerinis militäre rådgivare vid färdigställandet av dennes propagandafilm "Il grande appello". Bekantskapen ledde till byte av yrkesinriktning och efter kriget började Castellani arbeta som regiassistent och scenograf för Camerini och Alessandro Blasetti.