Emanuele a connu une carrière plus brillante en voitures de sport et voitures de tourisme qu'en F1.
Né à Rome le 12 janvier 1962, il débute en karting à l'âge de 11 ans, et remporte son premier championnat, le championnat d'Italie de Go-Kart en 1976.

Jusqu'en 1980, il écume les pistes de karts, avant de passer dans le championnat d'Europe de formule 3 en 1981. 6ème de ce championnat, il remporte également une victoire de classe aux 24 heures de Daytona en voitures de sport. L'année suivante, il décroche le titre de vice champion d'Europe de F3, juste 1 point derrière son équipier Oscar Larrauri. En 1983, il échoue encore face à Pierluigi Martini puis passe en Formule 2 en 1984.

Après une première saison honorable, il intègre le tout nouveau championnat international de F3000, dans lequel il terminera 3ème. Dans le même temps, il se voit offrir son premier test en Formule 1 : chez Brabham. La saison 1986 verra Emanuele échouer une nouvelle fois dans la quête d'un titre, puisqu'il termine 2ème du championnat derrière Ivan Capelli.

Il passe ensuite aux voitures de tourisme, et termine 3ème du championnat mondial. Dans le même temps, il fréquente le championnat de Japonais de F3000 et la série CanAm Japonaise. Ces deux séries sont toujours au programme du Romain en 1988, auquel il doit ajouter un poste prestigieux de pilote essayeur au sein du team McLaren-Honda.

L'année 1989 voit Pirro entrer dans l'équipe Benetton, en remplacement de Johnny Herbert, encore convalescent. Mais c'est une saison bien terne pour l'Italien, lorsque l'on compare ses résultats à ceux de Johnny Herbert, puisque son seule mérite et de terminer 5ème de l'apocalyptique grand prix d'Australie. Il connaît plus de réussite en voitures de tourisme en remportant les 24 heures du Nürburgring en compagnie de Roberto Ravaglia et Fabien Giroix.

Transféré dans l'équipe BMS-Dallara en 1990, il y connaît encore moins de bonnes performances : d'abord handicapé par une hépatite qui lui fait manquer les 2 premières épreuves de l'année, il ne terminera par la suite que 3 courses, loin des meilleurs.

Il sauve malgré tout sa place chez Dallara pour la saison 1991. Ne parvenant pas à se pré qualifier à 3 reprises, il souffre de surcroît de la comparaison avec son jeune équipier J-J Lehto. Pirro ne marquera qu'un seul point, à Monaco.

Remercié à la fin de cette saison, il ne retrouva pas de volant en formule 1, ce qui ne l'empêche pas de poursuivre sa carrière dans d'autres catégories. Ainsi, il court en DTM, en championnat Italien de Tourisme (qu'il remporte en 94 et 95), et enfin dans le championnat STW (qu'il gagne en 96).

Par la suite, il fera partie de la célèbre armada des Audi R8 et remporta les mythiques 24 heures du Mans à 3 reprises en 2000, 2001 et 2002, à chaque fois avec Tom Kristensen et Frank Biela. Il remporte également le championnat ALMS par 2 fois avec la R8. Une première fois en 2001, avec l'équipe officielle, et une seconde fois en 2005 pour le team Champion, aux côtés de Biela.

En 2004, Pirro participe au championnat DTM pour le team Joest-Audi, sans grand éclat. En 2006, il renoue avec le succès au Mans au volant de la nouvelle Audi R10 à moteur Diesel, avec Biela et Marco Werner comme équipiers. Ce trio l'emporte également en 2007 après une sévère bataille contre les Peugeot 908.

En 2008, Pirro remporte une dernière victoire au Road Atlanta et finit sixième des 24 heures du Mans. Âgé de 46 ans, il décide alors de prendre sa retraite après trente-cinq ans de carrière en sport automobile.

Pirro devient alors ambassadeur officiel d'Audi. Il fait toutefois en 2010 un petit retour sur une Lola-Judd du team Drayson, aux 12 heures de Sebring puis au Mans où il termine non-classé.