Nasce da una famiglia di umili condizioni, lavora per anni come ragioniere, e nel 1931 entra in un gruppo antifascista clandestino. In questo ambiente conosce Ernestina Ceriana, figlia di un noto militante comunista, e la sposa nel 1932 dopo essersi iscritto al Partito Comunisti d’Italia. Scoperto dall’Ovra, nel 1934 viene arrestato e condannato a cinque anni di confino a Ponza. Le precarie condizioni economiche e di salute della famiglia lo persuadono, nel 1939, a “fare abiura dei principi sovversivi” (come riporta una nota prefettizia), presentando al capo del governo un’istanza di proscioglimento che viene accolta. Questo episodio a lungo peserà sulla reputazione politica di Audisio, che tuttavia, all’indomani dell’armistizio dell’8 settembre 1943, non esita a rientrare nella clandestinità come organizzatore di brigate partigiane in Piemonte e Lombardia, e poi come comandante militare delle formazioni garibaldine nel mantovano. Partigiano molto noto e amato, con il nome di battaglia di “colonnello Valerio”, riceve da Luigi Longo il compito di coordinare la segreteria del comando generale del Corpo Volontari della Libertà. In questa veste partecipa all’organizzazione dell’insurrezione nazionale dell’aprile 1945 e ottiene l’incarico più gravoso e scabroso dell’intera Resistenza: il 28 aprile viene posto a capo del commando partigiano che, a Giulino di Mezzegra, riceve in consegna dai partigiani che li hanno arrestati Benito Mussolini e Claretta Petacci, e li fucila.  Mentre anche dopo la Liberazione i dirigenti del Pci ritengono opportuno mantenere segreta l’identità dell’esecutore di Mussolini, nel 1947 Audisio viene identificato come tale dalla stampa neofascista. Solo in seguito alle indiscriminate aggressioni giornalistiche nei suoi confronti, viene organizzata una solenne manifestazione nella Basilica di Massenzio a Roma, in cui migliaia di militanti comunisti sono chiamati a riconoscere in Audisio il tirannicida. E’ deputato dal 1948 al 1963, poi senatore fino al 1968.