Dopo aver ottenuto il diploma di ragioneria, si iscrive alla facoltà di Economia e Commercio, che presto abbandona per seguire i corsi di recitazione del Piccolo Teatro di Milano. Esordisce in televisione nel 1964 con il film La ragazza in prestito e al cinema in La Celestina P... R... (1965) di Carlo Lizzani, qualche hanno dopo viene scelto da John Huston per il ruolo di Abele in La Bibbia (1966) ma sono gli spaghetti-western Django (1966), di Sergio Corbucci e Keoma (1976) che lo rendono famoso. Ha girato altri western Texas, Adios (1966) di Ferdinando Baldi, Massacre Time (1966) di Lucio Fulci, ma ha spaziato anche in altri generi televisivi. Mentre stava girando Camelot (1967) di Joshua Logan, incontra Vanessa Redgrave con cui si sposa nel 2006. Con questo ruolo ottiene una candidatura ai Golden globe come miglior attore esordiente. Ottiene il David di Donatello come miglior attore per la sua interpretazione in Il giorno della civetta (1968), seguono The Battle of Neretva (1969) con Sergey Bondarchuk, Tristana (1970) di Luis Buñuel dove ha recitato con Catherine Deneuve, Il delitto Matteotti (1973) e Marcia trionfale (1976). Bondarchuk lo sceglie per il ruolo di John Reed nel film in 2 parti Krasnye kolokola II (1982). Ricordiamo Querelle de Brest (1982) di Rainer Werner Fassbinder, Il giovane Toscanini (1988) di Franco Zeffirelli, Diceria dell'untore (1990) di Beppe Cino, Die Hard 2 (1990) nei panni del terrorista "Gen. Esperanza", Fratelli e sorelle (1992) di Pupi Avati, Jonathan degli orsi (1994), Forever Blues (2006) che segna il suo debutto alla regia e col quale vince il Premio speciale della giuria al Globo d'oro per la miglior opera prima, 2012 - L'avvento del male (2001), Hans (2006) di Louis Nero, Mineurs (2007), Bastardi (2008), La rabbia (2008), Letters to Juliet (2010), ha un cameo in Django Unchained (2012) di Quentin Tarantino.

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