Nel 1974 partecipa ai corsi del Berkshire Music Center a Tanglewood (USA), dove vince il Koussewitzky Prize in Composition. Nel 1976 vince il Primo Premio al Concorso Gaudeamus, in Olanda, con Les soupirs de Geneviève per 11 archi solisti. La Biennale di Venezia gli dedica due concerti monografici, nel 1979 e nel 1981.

Ha scritto per il teatro: l’opera Girotondo, da Schnitzler ( 1982, Maggio Musicale Fiorentino) Il Viaggio (1990, Teatro Comunale di Bologna); l’opera La Station thermale, commissionata dall’Opéra de Lyon che l’ha allestita nel 1993 e ripresa nel 1994 e 1995, è stata ripresa, tra l’altro, al Teatro alla Scala di Milano (1995), e all'Opéra Comique di Parigi (1995). Faust, un poema coreografico, (1995, Feste Musicali Bolognesi); il balletto Dionysos, (rappresentato in forma scenica la prima volta alla Settimana dell’Accademia Chigiana, 1998); l’opera Les oiseaux de passage coprodotta dall’Opéra de Lyon (1998) e dal Teatro Comunale di Bologna (2001); l’atto unico La burla universale, su testo di Franco Marcoaldi, commissione di RAI Radio Tre del 2001. L'opera Il letto della storia, su libretto di Franco Marcoaldi, coprodotta dal Maggio Fiorentino, dal Teatro Carlo Felice di Genova, e dal Nuovo Auditorium di Roma, è stata allestita nel 2003 a Firenze, e ha ricevuto il premio Abbiati 2004 per la migliore novità.

Fra la copiosa produzione strumentale ricordiamo il ciclo di brani cameristici Luoghi Immaginari (1987-1992) che conta innumerevoli esecuzioni in tutto il mondo e sono stati diretti al Mozarteum di Salisburgo da Daniel Harding; la cantata Sacer Sanctus (1997) per coro e strumenti, su testo di Giuseppe Pontiggia, commissionata dal Teatro alla Scala dove è stata eseguita a Pasqua del 1997, è stato ripresa fra l’altro al Festival di Ravenna nel 1998, al Festival Présence di Parigi nel 2002, a Santa Cecilia, a Roma, nel 2003; Notturno concertante (1994) per chitarra e orchestra.

Nel 1997, su invito di Claudio Abbado, ha trascritto per grande orchestra il proprio brano cameristico Dai Calanchi di Sabbiuno, composto per un concerto commemorativo del cinquantenario della Resistenza ed eseguito al Teatro alla Scala nel 1995; la trascrizione è stata inserita nella tournée di Pasqua 1997 della Gustav Mahler Jugendorchester ed eseguita a Salisburgo (Große Festspielehaus), Budapest, Praga, Vienna (Sala del Musikverein), Sarajevo, Graz fra il 30 marzo e l’11 aprile. Fra le riprese di questo brano, eseguito nelle sue varie versioni più di cento volte, ricordiamo la tournée dell’Orchestra della Scuola di Fiesole nell’estate 1998, sotto la direzione di Luciano Berio, quella dell'Orchestra del Maggio Fiorentino, con Zubin Mehta, nel febbraio 2000, l’esecuzione al Teatro alla Scala da parte dell’Orchestra Filarmonica nell’ottobre dello stesso anno, l’esecuzione con l’Orchestra di Washington diretta da Roberto Abbado nel 2003.

Il 20 settembre 1997 è stato eseguito, alla Philharmonie di Berlino, Briefe Büchners, per voce e strumenti, commissionato da Claudio Abbado e inserito nel ciclo dedicato a George Büchner, in collaborazione con le Berliner Festwochen. Il Salzburger Festspiele 2000 ha eseguito Tre Veglie, commissione del Festival, per mezzosoprano, violoncello e grande orchestra.

Ha partecipato nel 2001 al progetto, coordinato da Luciano Berio, per l’elaborazione di Die Kunst der Fuge di J.S. Bach, con Contrapunctus V. En Vinternatt (commissione di Ferrara Musica, 2001) è stato scritto nel 2001 per una tournée della G. Mahler Chamber Orchestra, ed è stato diretto da Sir Neville Marriner. Sempre nel 2002 Riccardo Muti ha diretto la prima esecuzione di Diario dello sdegno, commissione della Filarmonica della Scala. Lo stesso Riccardo Muti ha inserito il brano nel programma delle successive tournée internazionali della Filarmonica della Scala. Il concerto d’inaugurazione della Sala Grande del Nuovo Auditorium di Roma, diretto da Myung-Whun Chung nel dicembre 2002, si è aperto con il suo brano Terra comune, per grande coro e orchestra, commissionato dall’Accademia di Santa Cecilia.

Ha vinto il premio cinematografico David di Donatello 2002 per la migliore colonna sonora, per il film Il mestiere delle armi, di Ermanno Olmi. Il brano per soprano e orchestra d’archi In pace, in canto, è stato scritto nel 2003 per essere inserito nella colonna sonora del film Cantando dietro i paraventi, ancora di Olmi. Nel 2005 ha scritto la colonna sonora dei film di Patrice Chéreau Gabrielle, (premio Colonna Sonora dell’Ente dello Spettacolo) e di Ermanno Olmi I cento chiodi.

Nel 2003 ha composto Memoria italiana per l’Hilliard Ensemble, su commissione del Festival delle Nazioni. Sempre del 2003 è l’esecuzione di Veglia in canto, per violino e orchestra, scritto per Pavel Vernikov e, a Boston, di Canti di Beniaminovo, commissione del Boston Musica Viva Ensemble, su testi tratti dall’omonimo poema di Franco Marcoaldi. Nello stesso anno il Quartetto n. 3, eseguito in tournée internazionali dal Tokyo Quartet che glielo aveva commissionato, ha ricevuto dalla rivista web «Concertonet» il Lully Award, per il miglior brano nuovo della stagione negli Usa.

Nel 2004 compone per l’Orchestra Verdi Irini, Esselam, Shalom, per voce recitante, violino e grande orchestra su testi curati da Moni Ovadia, e per l’Orchestra Sinfonica Nazionale della RAI Canti d’ombre. È stato composer-in-residence al Mittelfest dal 2004 al 2006. In questa sede sono state eseguite le prime di Cjante, per soprano e orchestra (2004), Voce d’altra voce, per coro e orchestra (2005), Mi chiamo Roberta per voci recitanti ed ensemble (2006), nell’ambito di concerti monografici.

Nel 2006 il Maggio Musicale Fiorentino gli ha commissionato Voci di Notte, per orchestra, eseguito nel concerto d’inaugurazione del festival, diretto da Zubin Mehta. Nello stesso anno al Festival di Salisburgo è stata presentata La giusta armonia (commissione del festival), per voce recitante e orchestra, con i Wiener Philharmoniker diretti da Riccardo Muti e la partecipazione di Peter Simonischek.

L’Orchestra Sinfonica di Santa Cecilia, diretta da Antonio Pappano, ha eseguito il 14 aprile 2007 a Roma Mare che fiumi accoglie.

Nel marzo 2007 la Compagnia di Marionette Carlo Colla ha presentato a Chicago e New York (Broadway) Macbeth di Shakespeare, con sue musiche di scena; nel luglio dello stesso anno, a Siena, la Settimana Musicale Chigiana ha allestito la prima assoluta dell’opera La madre del mostro, su libretto di Michele Serra.

L’opera in tre atti Teneke ha debuttato al Teatro alla Scala il 22 settembre 2007, direttore Roberto Abbado, regia di Ermanno Olmi, scene e costumi di Arnaldo Pomodoro.

La Filarmonica della Scala gli ha commissionato, per la stagione concertistica 2008/2009, un brano per voce recitante e orchestra. La prima assoluta del melologo Prospero, o dell’Armonia, diretta da Riccardo Chailly, sarà presentata il 23 marzo 2009 al Teatro alla Scala con la partecipazione dell’attore Ferdinando Bruni.

Nel 2011 il Teatro Petruzzelli metterà in scena una sua nuova opera, su libretto di Amoz Oz.

Insegna al Conservatorio di Milano. Tiene varie masterclass di composizione. È membro onorario dell’Accademia Filarmonica Bolognese. Dal 2004 è membro effettivo dell’Accademia Nazionale di Santa Cecilia.