Ha iniziato a otto anni a recitare sotto la direzione di grandi registi cinematografici e teatrali come Visconti e De Sica. La sua attività dietro la macchina da presa inizia, come per molti registi della sua generazione, in pubblicità all'inizio degli anni ottanta dirigendo alcuni spot che ottengono numerosi riconoscimenti.

Un esordio col botto
Il debutto sul grande schermo arriva nel 1991 con Americano rosso (1991) che vince il David di Donatello e il Ciak d'oro per il miglior esordio cinematografico dell'anno. Nel film appare per la prima volta sul grande schermo una giovanissima Sabrina Ferilli. Nel 1993 D'Alatri è presente a Cannes, alla Quinzaine des realizateurs con Senza pelle (1993). Successivamente dirige per la tv uno special su Sergio Citti cui segue Il prezzo dell'innocenza, un documentario sulla prostituzione infantile in Thailandia. Del 1998 è I giardini dell'Eden, in concorso alla Mostra del cinema di Venezia.

I ruoli per Fabio Volo e Paolo Bonolis
Il successo di critica e pubblico arriva con Casomai (2002) in cui esordisce la "Iena" Fabio Volo. In questo riuscito film, che racconta una gradevole e realistica storia sentimentale, D'Alatri mostra di aver raggiunto una piena maturità registica e un originale linguaggio artistico. Con La febbre (2005) affronta il tema della vita in una provincia immobile e sonnacchiosa.
Nel 2006 fa debuttare davanti alla macchina da presa Paolo Bonolis dirigendolo in Commediasexi insieme a Sergio Rubini, Margherita Buy, Michele Placido e Stefania Rocca.

Gli ultimi anni
Nel 2008 riceve il Premio "Città di Trieste" riconoscimento alla carriera per il cinema. Nel 2010 torna in sala con un film dal piccolo budget e con attori emergenti dal titolo Sul mare.