Dopo aver debuttato nel 1993 in teatro, approda quasi per caso alla carriera cinematografica con Ladri di cinema (1994), film diretto da Piero Natoli. Diventa noto al pubblico televisivo per la sua partecipazione a una serie di puntate del Maurizio Costanzo Show e di Quelli che... il calcio.
Nel 1996, per la sua interpretazione in Tutti giù per terra del regista Davide Ferrario, riceve la Grolla d'Oro come miglior attore protagonista, e il Pardo al Festival di Locarno.
Ottimo riscontro di pubblico riceve, tra il 1998 e il 1999, grazie all'interpretazione di Rugantino nell'omonima commedia musicale di Garinei e Giovannini, che viene replicata ogni sera con il tutto esaurito.
Nel 2005 esordisce alla regia con il cortometraggio Trevirgolaottantasette, su soggetto di Daniele Vicari e sceneggiatura di Vicari e dello stesso Mastandrea. Il corto parla del problema delle cosiddette morti bianche in Italia, ovvero dei morti sul lavoro. Il titolo (3,87) è la media delle persone che in Italia muore sul lavoro ogni giorno. Nel 2007 ha partecipato ad una puntata di Buona la prima, con Ale e Franz.
Nello stesso anno è protagonista del film Non pensarci, nel ruolo del musicista Stefano Nardini per la regia di Gianni Zanasi. Nel 2009 torna a ricoprire lo stesso ruolo nel serial tratto dal film, in onda sul canale satellitare Fox.
Nel 2010 è il figlio della protagonista Anna, interpretata da Stefania Sandrelli, nel film di Paolo Virzì La prima cosa bella, per il quale vince il David di Donatello come miglior attore. Sempre nello stesso anno esce nelle sale italiane il musical di Rob Marshall Nine, produzione hollywoodiana con Daniel Day-Lewis, Nicole Kidman e Penélope Cruz, nella quale recita nel ruolo di De Rossi. Nel 2011 ha recitato nei film Cose dell'altro mondo e Ruggine. Sempre nel 2011 firma, insieme a Francesco Abate, il romanzo 'Chiedo scusa' (Einaudi), con lo pseudonimo di Saverio Mastrofranco.
È un acceso tifoso della Roma e sul tema ha composto una poesia (più volte recitata in pubblico) dal titolo L'antiromanismo spiegato a mio figlio.
Fonte: Wikipedia