Марио Адорф родился 8 сентября 1930 года в Цюрихе. Во время учебы подрабатывал статистом и ассистентом режиссёра в одном из важнейших немецкоязычных театров — Schauspielhaus Zurich (англ.)русск.. После окончания школы актёрского мастерства в школе Фолькенберг в Мюнхене играл в Камерном театре.
В кино снимается с 1954 года, долгие годы играл роли злодеев. За 50 лет актерской карьеры снялся более чем в 120 фильмах.
В начале 1960-х годов переехал в Рим. Его перу принадлежат несколько книг, в основном — автобиографичных.За пределами Европы известен ролями в фильмах Жестяной барабан, Снежное чувство Смиллы и экранизации романа Десять негритят 1965 года. Продолжает активно играть в телесериалах и на театральной сцене.Дважды женат, первая жена — актриса и театральный режиссёр Лиз Верховен (нем.)русск.. Дочь от первого брака также стала актрисой.