Filmen skildrar två män som reser runt och säljer skämtartiklar. Under den 101 minuter långa filmen hinner en mängd människoöden passera revy medan publiken påminns om livets storslagenhet och människans sårbarhet.
Regissören har före festivalen varit segerviss och sagt att han skulle vinna, trots att filmen ratades av juryn för festivalen i Cannes tidigare i år.
TT: Hur säker på vinsten var du?
Enligt Anna Serner, vd för Svenska filminstitutet, var Andersson var vinsten välförtjänt.
Förutom för Andersson själv har Guldlejonet även stor betydelse för att visa på kvalitén hos svensk film, säger Serner.
Själv har Andersson redan börjat tänka på sin nästa film.
Han antyder att hans beundrare kommer att känna igen hans bildspråk.
Venedigs filmfestival är världens äldsta filmfestival och årets upplaga är den 71:a.
Det är första gången som en svensk film vinner priset; Ingmar Bergman fick dock ta emot ett Hedersguldlejon 1971.
Kvällens näst finaste pris, Silverlejonet, gick till ryske regissören Andrej Koncalovskij för filmen "The Postman's White Nights".
Priserna för bästa kvinnliga och manliga skådespelare gick till Alba Rohrwacher respektive Adam Driver som båda spelade i filmen "Hungry Hearts", regisserad av italienaren Saverio Costanzo.
Roy Andersson gjorde debut som regissör 1970 med kritikerhyllade "En kärlekshistoria".
Hans nästa film "Giliap" kom 1975 och sågades initialt av kritikerna, men har i efterhand omvärderats.
Efter 25 år i reklambranschen gjorde Andersson comeback som långfilmsregissör 2000 med "Sånger från andra våningen", som belönades både med juryns specialpris i Cannes och med flera guldbaggar.
Uppföljaren "Du levande" kom 2007 och med "En duva satt på en gren och funderade på tillvaron" är trilogin komplett. (TT)
