Lombroso se narodil ve Veroně 6. listopadu 1835 do bohaté židovské rodiny. Studoval literaturu, lingvistiku a archeologii na univerzitách v Padově, Vídni a Paříži, ale změnil plány a v roce 1859 se stal vojenským chirurgem. V roce 1866 byl jmenován hostujícím přednášejícím v Pavii a v roce 1871 převzal vedení blázince v Pesaru. V roce 1878 se stal profesorem forenzní medicíny a hygieny v Turíně, kde byl později profesorem psychiatrie (1896) a kriminální antropologie (1906). Zemřel v Turíně v roce 1909.
Lombroso zpopularizoval pojem rozeného zločince prostřednictvím biologického determinismu, když tvrdil, že zločinci mají zvláštní fyziognomické atributy nebo deformace. Fyziognomie se pokouší odhadnout charakter a osobnostní rysy z fyzických rysů obličeje nebo těla. Zatímco většina jedinců se vyvíjí, násilný zločinec se vyvinul, a proto zločinci jsou společenské, nebo evoluční regrese. Pokud byla kriminalita zděděna, pak rozený zločinec mohl být rozlišen podle fyzických atavistických stigmat, jako například:
Pokusil se zkonstruovat údajnou vědeckou metodologii s cílem předvídat kriminální chování a izolovat jedince schopné těch nejnásilnějších typů kriminální činnosti. Lombroso obhajoval studium jedinců pomocí měření a statistických metod při sestavování antropologických, sociálních a ekonomických dat. Spolu s přirozeným původem zločinu a jeho sociálními důsledky pak mohou být zločinci poskytnuty různé opravné prostředky, které by nabídly největší efekty.
S postupným výzkumem modifikoval své teorie důkladnější statistickou analýzou. Lombroso pokračoval v definování dalších atavistických stigmat, stejně jako degenerace účinnosti v léčbě narozených zločinců. Byl zastáncem humánního zacházení se zločinci argumentováním pro rehabilitaci a proti trestu smrti.
Lombrosovu práci však brzdily jeho sociální darwinistické předpoklady, a zejména jeho pregenetické pojetí evoluce jako „pokroku“ od „nižších forem života“ k „vyšším formám života“ a jeho předpoklad, že „vyspělejší“ lidské rysy budou nakládat se svými majiteli k pokojnému životu v hierarchické, urbanizované společnosti, která se bude značně lišit od podmínek, za nichž se vyvíjely lidské bytosti. Pokusem předpovědět kriminalitu podle tvarů lebek a dalších fyzických rysů zločinců vytvořil ve skutečnosti novou pseudovědu forenzní frenologie a kraniometrie. Zatímco Lombroso byl průkopníkem vědecké kriminologie a jeho práce byla na počátku dvacátého století jedním ze základů hnutí eugeniky, jeho práce již není považována za jeden ze základů současné kriminologie.
Památník Lombrosa v zahradách Cesareho Lombrosa, Verona, Itálie
Lombrosova kriminologie podporovala degenerační sociální teorii, kdy se věřilo, že lidský druh se může negativně vyvíjet do zločinecké třídy. Lombroso tvrdil, že moderní zločinec byl divokou reminiscencí „degenerace“. Lombroso dospěl k závěru, že rysy lebky a obličeje jsou vodítkem ke genetické kriminalitě. Tyto rysy mohly být měřeny kraniometry a kalipery a měření analyzována kvantitativním výzkumem. Lombroso předpokládal, že běloši byli nadřazeni nebělochům dědičností a že Afričané byli prvními lidskými bytostmi, které se vyvíjely směrem nahoru a pozitivně ke žluté než bílé. Rasový vývoj byl znamením společenského pokroku od primitivní k moderní, „pouze my běloši jsme dosáhli konečné symetrie tělesné formy“, uvedl Lombroso v roce 1871.
Lombrosovy studie ženské kriminality začaly měřením ženských lebek a fotografiemi při jeho pátrání po „atavismu“. Zjistil, že ženské kriminálnice jsou vzácné a vykazují jen málo známek „degenerace“, protože se „vyvinuly méně než muži kvůli neaktivní povaze jejich života“. Tvrdil, že ženy jsou na evolučním žebříčku níže, jsou dětštější a méně inteligentní. Lombroso tvrdil, že to byla přirozená pasivita žen, která jim bránila porušovat zákon, protože jim chyběla inteligence a iniciativa, aby se staly kriminálnicemi. Dále ženy, které spáchaly trestnou činnost, měly různé fyzické charakteristiky, jako nadměrné ochlupení těla, vrásky a abnormální lebku.
Lombroso publikoval v roce 1902 „Poslední bandita“ v časopise La Nuova Antologia, jehož hlavním tématem byl nedávno zatčený kalábrijský psanec Giuseppe Musolino. Dospěl k závěru, že Musolino je na půli cesty mezi „rozeným zločincem“ a „kriminalistou“, a učinil z něj archetyp italské „jižanské rasy“, na rozdíl od „severní rasy“.
Lombroso vydal v roce 1889 knihu The Man of Genius (Muž génia), která tvrdila, že umělecký génius je formou dědičného šílenství. Aby toto tvrzení podpořil, začal sestavovat rozsáhlou sbírku „psychiatrického umění“. V roce 1880 publikoval na toto téma článek, ve kterém izoloval třináct typických rysů „umění šílenství“. Ačkoli jeho kritéria jsou dnes obecně považována za zastaralá, jeho práce inspirovala pozdější spisovatele na toto téma, zejména Hanse Prinzhorna.
Sbírka prací o Lombrosovi byla publikována pod názvem L’opera di Cesare Lombroso nella scienza e nelle sue applicazioni (Turín, 1906).