V roce 1931 se Biondetti stal jezdcem Maserati a získal třetí místa ve Velkých cenách ve Francii a v Římě. Po odchodu z týmu jezdil za Gruppo San Giorgio, ale brzy ho začaly zajímat hlavně vytrvalostní závody.
Na startu Mille Miglia stál poprvé v roce 1936 s Alfou Romeo Tipo B a tady světu ukázal, co se od něj dá očekávat. Dojel čtvrtý, hned za svým nejlepším přítelem Carlem Pintacudou. Tihle dva vedle sebe působili trochu komicky. Zatímco Carlo byl prototypem hollywoodského playboye s pečlivým účesem a kvalitním oblečením, Clemente vedle něj vypadal jako žebrák.
V roce 1937 Biondetti řídil Maserati Tipo 34, ale brzy přešel k Alfě Tipo C Enza Ferrariho. Dokázal sice dojet druhý v Neapoli, ale jinak se potýkal s řadou nedokončených závodů. V Mille Miglia ale exceloval. Pro své první vítězství si dojel v roce 1938 za volantem Alfy 8C a Carlo dojel druhý se ztrátou dvou a půl minuty. Jako o hrdinském vítězství se o Biondettiho úspěšné výhře ale nemluvilo. Byl totiž zapřisáhlým odpůrcem fašistů a ti to o něm dobře věděli. Postarali se tedy, aby noviny závod ignorovaly. V závodě navíc došlo k tragédii, když jedna z Lancií Aprilia na železničním přejezdu v Bologni vletěla mezi diváky a výsledkem bylo deset mrtvých, z toho sedm dětí. Režim závod zakázal a příští rok se nestartovalo.
V roce 1939 se Clementemu dařilo a v závodě Coppa Ciano dojel třetí. Také získal druhá místa ve Velkých cenách ve Švýcarsku a Lucembursku. S Alfou 158 dokonce vyhrál závod Coppa Acerbo, kde porazil i Luigi Villoresiho a Giuseppe Farinu.
V Evropě již zuřila válka, ale Mille Miglia se ještě v roce 1940 jela. Závod měl tentokrát název Velká cena Brescie – šlo spíše o uklidnění veřejnosti, která byla loňským zrušením pobouřena. Clemente řídil šestiválec Alfa 2500B, ale dosáhl jen na čtvrtou pozici, zatímco si pro vítězství dojel Baron Huschke von Hanstein s BMW 328, vyzdobeným nacistickými symboly.
Za války Clemente s Pintacudou přemýšleli, jak získat peníze a tak začali prodávat malby. Na pohled se umění k Biondettimu vůbec nehodilo, ale nechal se jím pohltit a našel v něm velkou zálibu, které se věnoval až do konce svého života. Aktivně také působil v italském odboji.
Když se Biondetti v roce 1947 vrátil na start Mille Miglia, bylo mu už 49 let. S Alfou 8C si však dojel pro druhé vítězství a konečně se mu dostalo publicity, jakou si zasloužil. Tentokrát na druhé místo odsunul Tazia Nuvolariho, který ztratil šestnáct minut. Svou dominanci Clemente potvrdil v následujících dvou letech, když získal svůj třetí a čtvrtý triumf a dvakrát vyhrál také Targa Florio. V historicky první sezóně nově vzniklého mistrovství světa Formule 1 se zúčastnil svého jediného závodu v F1 v kariéře. Postavil si vlastní auto, když ke svému Ferrari 166T přidal motor Jaguaru, ale ten po sedmnácti kolech v Monze selhal a Ital musel odstoupit.
Mezitím se věnoval několika obchodním projektům. Vedle obrazů obchodoval také s nemovitostmi a ve Florencii si otevřel kavárnu, která však později vyhořela.
V Mille Miglia Clemente startoval až do roku 1954, kdy s Ferrari 275S dojel čtvrtý. Dlouhou dobu ale bojoval s rakovinou, proto bylo čtvrté místo obdivuhodným výsledkem. Biondetti zemřel o deset měsíců později ve Florencii, 24. února 1955.
