Fu uno dei più grandi pittori del ‘600, figlio del musicista Daniele. Seguì inizialmente le orme paterne, ma lasciò gli studi musicali preferendo la pittura di cui imparò i primi rudimenti nella bottega del fiammingo Denijs Calvaert, con cui studiavano anche Albani e Domenichino. Fu tra i primi a entrare nell’Accademia dei Carracci, già nel 1582, quando era ancora la semplice Accademia del Naturale. Nel 1598 è già un pittore affermato: in quell’anno realizzò l’Incoronazione della Vergine e santi  per la chiesa di San Bernardo (Bologna, Pinacoteca Nazionale) e vinse la gara per gli affreschi allegorici in onore della venuta di Clemente VIII sulla facciata del Palazzo del Reggimento, l’odierno palazzo comunale, già perduti nell’800.
Nel 1601 giunse a Roma, dove imparò a coniugare il classicismo emiliano con le nuove idee caravaggesche, dipingendo diversi capolavori: il Martirio di santa Cecilia (Basilica di Santa Cecilia in Trastevere), la Crocifissione di san Pietro per l’Abbazia delle Tre Fontane (Pinacoteca Vaticana), il Martirio di sant’Andrea e Eterno in gloria (San Gregorio al Celio), la decorazione della Sala delle Nozze Aldobrandine e della Sala delle Dame del Palazzo Apostolico Vaticano, quella per la Cappella Paolina in Santa Maria Maggiore. Dal 1610 continuò ad alternare soggiorni a Bologna, Roma e Napoli, dipingendo opere di grande importanza per la storia dell’arte come la Strage degli innocenti e il Sansone (Bologna, Pinacoteca Nazionale); l’affresco dell’Aurora per il Casino Rospigliosi Pallavicini, al tempo di proprietà di Scipione Borghese (Roma); l’Atalanta e Ippomene (Napoli, Museo di Capodimonte).