Maestro elementare, nel 1943, durante la seconda guerra mondiale viene deportato in Germania e internato in un campo di concentramento a Troisdorf.

	« Mi ritrovai con alcuni romagnoli che ogni sera mi chiedevano di recitare qualcosa nel nostro dialetto. Allora scrissi per loro tutta una serie di poesie in romagnolo. »

Dopo la Liberazione si laurea in pedagogia presso l'Università di Urbino (1946), con una tesi orale sulla poesia dialettale. Fa leggere i suoi componimenti a Carlo Bo. Ottenuti riscontri positivi, decide di pubblicarli, a sue spese. La raccolta s'intitola I scarabocc ; Bo ne firma la prefazione. Diventa membro di un gruppo di poeti, «E circal de giudeizi» (Il circolo della saggezza). Al 1952 risale l'esordio come prosatore con un breve romanzo, La storia di Fortunato. Nel 1953 si trasferisce a Roma, dove avvia una fortunata attività di sceneggiatore. Nella sua lunga carriera ha collaborato con alcuni fra i più importanti registi italiani del tempo. Dalla collaborazione con il regista ferrarese Antonioni, gli giungerà anche la nomination al premio Oscar nel 1967, per il film Blow-Up. Negli anni ottanta torna in Romagna. Dal 1989 vive e lavora a Pennabilli, centro del Montefeltro, che gli ha conferito la cittadinanza onoraria in riconoscenza dell'amore dimostrato nei confronti di questo territorio. Qui ha dato vita a numerose installazioni artistiche. Si tratta di mostre permanenti che prendono il nome de I Luoghi dell'anima tra cui: L'Orto dei frutti dimenticati, Il Rifugio delle Madonne abbandonate, La Strada delle meridiane, Il Santuario dei pensieri, L'Angelo coi baffi, Il Giardino pietrificato. Una sua installazione artistica, "L'albero della memoria", è presente anche a Forlì, presso i Giardini Orselli. Guerra divenne famoso presso il grande pubblico nel 2001, come testimone della catena di negozi di elettronica UniEuro, creando il tormentone dell'ottimismo. Uno dei casi letterari più controversi degli ultimi tempi ha per titolo "Tonino Guerra wants to kill me", di Antonio Bigini. Nel 2010, in occasione dei suoi 90 anni, riceve il David di Donatello alla carriera. Il 10 novembre 2010 è stato insignito dall'Università di Bologna del Sigillum Magnum. È il padre del noto compositore di musiche per film e sceneggiati Andrea Guerra.