Desde pequeño fue alentado por su abuelo en dibujo y pintura, y posteriormente estudió Bellas Artes en su ciudad natal, con Atilio Boveri y Emilio Courtaret. En el año 1911 participó en una exposición de caricaturas, gracias a una que representaba a Rodolfo Sarrat.
En 1913 ganó una beca y se instaló en Florencia y a pesar de su intención de copiar el arte clásico su destino fue completamente diferente, ya que tomó contacto con los futuristas.
Ese movimiento transformó tanto su vida como su obra, al punto tal de realizar una exposición en 1914, llamada Primera Exposición Invernal de Toscana, donde presentó cuatro obras, dos de las cuales se titulaban “Armonia-Movimiento Espacio (diseño abstracto)”.
Esta etapa concluyó cuando Pettoruti conoció el Cubismo, y por esos años experimentó con el collage, técnica utilizada por los vanguardistas y los Cubistas para la realización de sus obras.
Entre 1916 y 1917 residió en Roma, y su concepción cambió. Luego de la Primera Guerra Mundial se dio en Europa un retorno a lo clásico en contraposición a los movimientos de vanguardia.
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Entabló amistad con los artistas del círculo vanguardista de las revistas Cronache d'Attualitá y Valori Pastici, entre ellos Giacomo Balla, Enrico Prampolini, Giorgio De Chirico, Carlo Carrá y otros, que concurrían a los encuentros de los cafés Aragno e Il Greco, y Pettoruti adhirió a esta concepción.
En 1916 conoció a Xul Solar con el cual, años más tarde, serían los pioneros en la vanguardia argentina. Ese mismo año expuso en la Galería Gonelli, por primera vez en forma individual, y posteriormente expuso en Milán y Roma en 1922 y luego Alemania en 1923. En 1924 viajó a París donde conoció al cubista, Juan Gris, y retornó junto a Xul Solar a la Argentina.
En octubre de 1924 expuso en forma individual,en la Galería Witcomb, donde se generó una polemica. Sus detractores, acostumbrados a la pintura costumbrista, naturalista, declararon a las obras como “Una grave ofensa inferida a la dignidad del país”. Por otra parte, los progresistas consideraron a Pettoruti como lo nuevo.
En 1930 se le ofreció el cargo de director del Museo de Bellas Artes de La Plata, donde se abocó a la tarea de profesionalizar las actividades, y a aumentar su patrimonio pictórico.
Realizó series de pinturas como sus soles, arlequines y copas, siendo de características menos abstractas, teñido de características del retorno al orden, siendo obras más claras y geométricas.
En 1952, se instaló nuevamente en Europa donde realizó exposiciones a lo largo del continente, y retomó la abstracción con temas como, las noches de verano, el crepúsculo marino, y soles ovalados.
Emilio Pettoruti falleció en París, Francia, el 16 de octubre de 1971.
