1670-ben elhagyta Bolognát, Rómába ment, ahol zeneszerzést tanult Simonellitől, később a Teatro Capranica zenekarában játszott. Krisztina svéd királynő, akinek a városban háza volt, a szolgálatába fogadta. Corelli már komponált, és Krisztinának ajánlotta op. 1-es triószonátáját, amit két hegedűre, gordonkára és csembalóra írt. 1679 és 1680 között Münchenben, Heidelbergben és Hannoverben tartózkodott.

Arcangelo Corelli

Visszatérve Rómába a San Luigi-templom zenekarát vezette, majd a Santa Cecilia virtuózainak tagja lett. Ettől kezdve Benedetto Pamphili kardinális lett fő támogatója, aki zenemesterként alkalmazta, így Corelli be is költözött a palotájába. A kardinálisnak ajánlotta op. 2-es kamarazenei műveit. 1690 körül Modenában járt, majd visszatérve Pietro Ottoboni bíboros szolgálatába állt. Ottoboni másodunokaöccse volt annak az ugyanilyen nevű bíborosnak, aki 1689-ben VIII. Sándor néven lett pápa. Corelli koncerteket és operákat vezényelt, komponált, új kamaratrió-sorozatát a bíborosnak ajánlotta. 1700-ban a római Santa Cecilia-akadémia zenekarának élére kerül.

1707-ben találkozott Händellel, és vezényelte is műveit. 1708-ban Nápolyban szerepelt saját művei szólistájaként. A zenekart Alessandro Scarlatti vezényelte. A zene és az előadás is kiváló volt, de a nápolyi alkirály elhagyta a termet, mert a lassú tételeket unalmasnak találta.

Corelli élete utolsó éveiben visszavonult a nyilvánosságtól, búskomorságba esett. 1712-ben saját házába költözött a bíborosi palotából, majd egy év múlva meghalt. Nagy tiszteletnek örvendett, ezért a római Pantheonban temették el, Raffaello mellé. Ottoboni bíboros díszes síremléket állíttatott neki.