En 1910, Giacomo Balla adhère au futurisme, mouvement artistique italien créé par le poète Filippo Tommaso Marinetti. Il s'intéresse tout particulièrement au dynamisme de la couleur et de la lumière. "Fillette courant sur un balcon" (1912) représente l'aboutissement de sa phase futuriste, avec une division de la couleur en taches isolées qui créent l'illusion du mouvement. En 1915, il écrit avec le peintre Fortunato Depero un manifeste intitulé "Reconstruction futuriste de l'univers".

Durant la Première Guerre mondiale, l'atelier de Balla devient un lieu de rencontres pour les jeunes artistes mais vers la fin de la guerre, le mouvement futuriste montre des signes de déclin. Après la guerre, il s'oriente vers le cinéma et le design.

En 1935, il est fait membre de l'Accademia di San Luca de Rome.

Balla participe à la documenta 1 en 1955 à Kassel, en Allemagne, ses oeuvres seront aussi montrées de manière posthume sur la documenta 8 en 1987.