Nato a Parma il 13 febbraio 1913. Nel 1929 ha fondato la SDAM, una piccola società i cui componenti, sotto la sua guida, costruirono un aliante libratore da lui stesso collaudato nell'anno successivo.

Arruolatosi nell'Aeronautica Militare, ha conseguito brillantemente il brevetto su apparecchi da caccia, distinguendosi per le sue alte doti di acrobata dallo stile impeccabile. Successivamente ha partecipato alla guerra di Spagna come pilota da caccia, conseguendo in combattimento 15 vittorie aeree e meritando le più alte ricompense al valore.

Rientrato in Italia, parallelamente all'attività di volo quale ufficiale in servizio permanente effettivo dell'Arma Aeronautica, svolge una intensa attività volovelistica sportiva ad Asiago ed a Sezze Romano, dove stabilisce i primi record nazionali di durata e di distanza per alianti monoposto e biposto, vincendo inoltre tutte le gare nazionali organizzate dall'Aero Club d'Italia ad Asiago negli anni 1937‑38 e 39, nonchè i Littoriali del Volo a Vela del 1938.

E' stato uno dei tre piloti internazionali designati dall'ISTUS per la scelta dell'aliante olimpionico, effettuata a Sezze Romano nel 1939.

Prima e durante la seconda guerra mondiale è pilota sperimentatore e collaudatore presso il Centro Sperimentale di Guidonia.

Appassionato sportivo, ha dedicato anni di lavoro alla progettazione, costruzione e sperimentazione di velivoli e motoalianti, creando quella serie di alianti con e senza motore "A.M.", ben noti in Italia ed all'estero, precorrendo di decenni l'attuale sviluppo dei velivoli ultraleggeri.

Alla fine della seconda guerra mondiale si trasferiva per tre anni in Argentina, dove, tra l'altro, stabiliva il primato italiano di distanza libera per alianti monoposto, volando da Merlo (Buenos Aires) a La Paz (Entre Rìos) per complessivi 440 km.

Rientrato in Italia nel 1951 costituiva il Centro Militare di Volo a Vela, con sede prima all'Aeroporto dell'Urbe, poi a Guidonia.

Nel 1952 ha partecipato ai Campionati Mondiali di Volo a Vela, disputati in Spagna, classificandosi al 4° posto nella classe biposti, e stabilendo il primato italiano di distanza prefissata con un volo di 123 km.

Nel 1953 Mantelli, dopo aver utilizzato per primo le risorse volovelistiche del massiccio appenninico centrale, per incarico dell'Aeronautica Militare, dell'Aviazione Civile e dell'Aero Club d'Italia, creava il Centro Volovelistico di Rieti, organizzandovi il primo corso nazionale per i piloti istruttori di volo a vela.

Nel 1954 ha partecipato con la Squadra Italiana ai Campionati Mondiali di Champhill in Inghilterra, classificandosi al 2° posto nella classe biposto. Nello stesso anno stabilisce a Vigna di Valle il primato italiano di durata per alianti monoposto con 24 ore e 15 minuti di volo, unitamente ai primati di guadagno di quota e di altezza assoluta. Infine nel 1955 stabilisce il nuovo primato di durata per alianti biposto con un memorabile volo di 28 ore, seguito dal primato di distanza libera per biposti di km 217.

Dopo un lungo periodo dedicato alla progettazione e sperimentazione di velivoli leggeri, il 17 febbraio 1962 Mantelli stabilisce col suo "AM-12 - Argentina" il primato internazionale di quota per aviogetti con peso massimo al decollo di kg 500, raggiungendo l'altitudine di 6.700 metri. Il 9 maggio dello stesso anno, dopo aver trasformato un vecchio aliante "Canguro" in monoposto ad ala media, gli applica un motore a reazione "Palas" e conquista il primato mondiale di quota assoluta per i velivoli di peso inferiore a 800 kg a pieno carico, raggiungendo l'altitudine di 10.200 metri. Infine, il 16 aprile 1964, con l'AM-12 Argentina a propulsione ad elica, stabilisce il primato internazionale per velivoli del peso massimo di 500 kg al decollo, con un volo di 8.736 metri.

Insignito di varie onorificenze italiane e straniere, quale pilota militare ha svolto una notevole attività come progettista e pilota di velivoli ottenendo tangibili riconoscimenti quali: la medaglia del CONI nel 1941, la medaglia d'oro dell'Aero Club d'Italia, una medaglia d'argento al valore aeronautico, il diploma Tissandier della FAI, e le medaglie Luis Bleriot per gli anni 1962 e 1964.

E' morto il 7 maggio 1995