Aus einer Bildhauerfamilie stammend war Tenerani in Rom Schüler von Canova und Gehilfe von Thorvaldsen. 1825 Mitglied und Lehrer der Accademia di San Luca in Rom. 1829 Bruch mit Thorvaldsen bei der Zusammenarbeit am Leuchtenberg-Denkmal für München. Nach dem Weggang Thorvaldsens von Rom trat er dessen Erbe an. 1857 Präsident der Accademia di San Luca, 1880 Generaldirektor der Museen Roms. Von Pius IX geadelt.

Tenerani wurde bekannt durch die Statue der Psyche mit der Büchse der Pandora. Hauptwerke in Italien: Kreuzabnahme in S.Giovanni in Laterano (1838), Grabmal der Christine von Sachsen (1840), Kollossalfigur des Hl. Benedikt und Statue der Hl. Scholastika in S. Paolo, Grabmal Pius VIII in der Peterskirche (1853-66). Außerhalb Italiens: In Bogota/Kolumbien Denkmal für den Befreier Südamerikas Simon Bolivar (1842), Grabmal Bolivars in Caracas (1852).

Der künstlerische Nachlaß wird im Palazzo Tenerani in Rom aufbewahrt.