Родился в Монте-Сан-Савино (Тоскана) ок. 1467. Учился во Флоренции у Поллайоло и Дж. да Сангалло. Первоначально работал в основном как скульптор (большинство этих произведений исполнено из мрамора). Среди приписываемых ему религиозных композиций, относящихся к раннему периоду, наиболее значителен алтарь в капелле Корбинелли флорентийской церкви Сан Спирито (ок. 14851490). Самой известной его работой явилась мраморная группа Крещение Христа (с 1502; над центральными вратами баптистерия Сан Джованни во Флоренции), где свойственная кватроченто поэтическая натуральность деталей наглядно сменилась монументальной гармонией, свидетельствующей о наступлении новой фазы ренессансного стиля. Эта тенденция закрепилась в двух надгробиях (кардиналов А.Сфорца и Дж.Бассо делла Ровере в римской церкви Санта Мария дель Пополо, 15061509); в композицию обоих был новаторски введен мотив римской триумфальной арки.
В 14911493 и 14961500 жил в Португалии, где работал в Лиссабоне, а также, вероятно, в Коимбре и Томаре (однако здесь его наследие либо не сохранилось, либо не поддается бесспорной идентификации). С 1513 главным полем его деятельности стало Лорето (область Марке в центральной Италии), где продолжало отстраиваться святилище вокруг «домика Богоматери» (Сантуарио делла Санта Каса), перенесенного, согласно легенде, чудесным образом из Назарета в Италию в 1294. Росселлино возглавил здесь архитектурные работы (купол Санта Каса и Палаццо Апостолико), а также исполнил целый ряд примечательных рельефов для святилища, из которых наиболее значительно Благовещение. Его архитектурные произведения близки классически уравновешенному стилю Браманте.
Умер Сансовино в Монте-Сан-Савино в 1529.