Nach dem Studium der Malerei und Skulptur in Brüssel nahm er in den Jahren 1957 und 1958 an den berühmten Abendausstellungen in Düsseldorf teil, die von Otto Piene, Heinz Mack und Günther Uecker organisiert wurden. Er gilt als einer der italienischen Vertreter der Künstlergruppe Zero. Im Jahr 1959 schafft Castellani seine ersten Superficie Nera. Dies waren Arbeiten, bei denen er Leinwände mit einer Nagelmaschine bearbeitete. Damit konnte er eine starke, reliefartige Struktur erzeugen, wodurch das Bild rein aus Licht- und Schattenwirkung bestand. Castellani entwickelt diese Technik in den 1970er und 1980er Jahren weiter und begann auch andere Materialien zu verwenden. Kunst sollte dabei seiner Auffassung nach nicht abbilden und auf etwas anderes verweisen. Vielmehr sollte ein Werk nur sich selber und seine eigene Realität darstellen. Castellani nahm an zahlreichen Ausstellungen in aller Welt teil. Seine Werke finden sich in vielen bedeutenden Museen und Sammlungen.