Diplomato geometra, laureatosi all'Accademia di belle arti di Bologna, frequenta gli ambienti cinematografici in Italia nel 1956 quando realizza un drago lungo ben sedici metri, Fafner, per il film Sigfrido diretto da Giacomo Gentilomo e continua lavorando per registi quali Mario Monicelli e Marco Ferreri, in La grande abbuffata, Pier Paolo Pasolini e Dario Argento, per il quale contribuì a realizzare gli effetti speciali di Profondo rosso nel 1975.
L'incontro con la grande produzione cinematografica americana
di Hollywood gli permetterà di affinare le sue abilità nella
meccatronica (effetti speciali ottenuti con l'unione di meccanica ed
elettronica).
Rambaldi ha vinto l'Oscar per i migliori effetti speciali per ben tre
volte: il primo arriva con King Kong di John Guillermin del 1976, per
il quale crea un pupazzo di 12 metri. Il robot gigante in realtà
è stato usato pochissimo, nella maggior parte delle inquadrature
dove si vede il gorilla nella sua interezza, in realtà è Rick Baker
con un costume. Realizza anche il braccio meccanico a grandezza
naturale di King Kong usato per le riprese ravvicinate con
Jessica Lange e alcune maschere in grado di esprimere le più comuni
emozioni indossate da Rick Baker con il costume da King Kong;
successivamente nel 1979 per Alien di Ridley Scott contribuisce,
insieme a Hans Ruedi Giger, all'ideazione della creatura aliena
divenuta poi celebre; nel 1982 crea il suo capolavoro, commuovendo
il mondo intero con il protagonista di E.T. l'extra-terrestre di
Steven Spielberg.
Pacman
Nostradamus
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Snake