Nasce a San Remo il 31 Luglio 1914. Figlio dello scenografo Eugenio, abbandona il progetto iniziale di seguire l'arte della pittura per accostarsi al cinema lavorando insieme al padre.

Negli anni '40 si fa notare per le sue innovative tecniche d'illuminazione e per i realistici effetti speciali, collabora così (come direttore della fotografia) con i grandi registi del momento, tra i quali Rossellini, Steno e Monicelli. Inizia a fare esperienza alla regia con una serie di documentari sul mondo dell'arte, ma nel 1956 é l'incontro con Riccardo Freda che segna la svolta della sua carriera artistica.

Collabora con il regista alla realizzazione de "I Vampiri" occupandosi della fotografia e degli effetti speciali (indimenticabile la scena del veloce invecchiamento della protagonista), e dirigendo anche parte del film, causa l'abbandono del set da parte di Freda per incomprensioni con la produzione. Il duo Freda-Bava produce altri due film: "Agi Murad, il diavolo bianco" (1958) ed il fantascientifico "Caltiki, il mostro immortale" (1959).

Il suo vero debutto alla regia giunge nel 1960 quando, sulla scia del successo del "Dracula" di Terence Fisher, Bava decide di realizzare un film divenuto culto per tutti gli appassionati di questo genere: "La maschera del Demonio". E' un sorprendente ed inaspettato successo, soprattutto all'estero; possiamo definirlo il primo vero horror made in Italy; infatti, a differenza dei predecessori, Bava non risparmia allo spettatore l'aspetto truculento della vicenda mostrando,  senza timore, sangue ed efferatezze che finora nessun altro regista italiano aveva avuto il coraggio di far vedere.

Così come Fulci, anche Bava dimostra la sua duttilità espressiva spaziando in molteplici generi: dalla mitologia (Ercole al centro della terra) al western (La strada per fort Alamo, Ringo nel Nebraska, Ray Colt & Whinchester Jack), dal giallo (La ragazza che sapeva troppo, Cinque bambole per la luna d'agosto) al fantastico (Diabolik) per finire con il comico nazional-popolare di Franco e Ciccio (Le spie vengono da semifreddo).

La sua grande passione rimane comunque il cinema horror, dopo il successo de "La maschera del Demonio", nel 1963 realizza "La frusta ed il corpo" una malsana storia d'amore tra Kurt (Christopher Lee) e Nevenka (Daliah Lavi) che é destinata a continuare anche dopo la morte. Il film ebbe grossi problemi con la censura a causa del non troppo velato rapporto sadomaso tra i due protagonisti, mostrato in tutto il suo tenebroso fascino; lo stesso Bava fu processato e condannato a 2 mesi di prigione, pena che non scontò grazie alla condizionale, ma che macchiò la sua fedina penale.

Un anno dopo gira uno dei suoi migliori film "I tre volti della paura", un film ad episodi che sfrutta tre grandi capolavori della letteratura (Cechov, Tolstoj e Maupassant) come spunto di partenza. Il film é un concentrato di paura ed ironia, magistralmente materializzati dall'imponente figura di Boris Karloff. Il film ebbe un successo travolgente all'estero (dove uscì come "Black Sabbath").

Nel 1964 Bava dirige "Sei donne per l'assassino", un giallo dalle forti tinte con il quale traccia lo schema del thriller truculento "all'italiana" di cui coglierà l'essenza soprattutto Dario Argento.

Il 1965 segna la data della realizzazione del primo "vero" film di fantascienza italiano, "Terrore nello spazio", che viene girato da Bava in condizioni davvero "drammatiche". La produzione mette a disposizione del regista un budget limitatissimo: solo la maestria e l'ingegno di Bava riescono a realizzare un prodotto decente.

L'anno seguente vede l'uscita di "Operazione Paura", una storia di fantasmi e maledizioni materializzate da un'avvolgente atmosfera fantastica ed una serie di bellissime invenzioni narrative.

Nel 1969 un nuovo capolavoro viene partorito dalla geniale mente del regista: "Il rosso segno della follia": Bava prenderà come spunto il successo di Psycho miscelandolo con una cupa storia di fantasmi. Il risultato é eccellente, soprattutto perché stavolta Bava dispone di più tempo del solito per cui il film risulta la sua opera più curata e studiata.

L'anno seguente vede la luce "Reazione a catena" che  può essere considerato il primo film spaltter italiano (ma viene in seguito ripreso anche dalle grandi produzioni americane). Una storia quasi illogica che procede attraverso i delitti più atroci per approdare ad un paradossale finale denso di humor nero.

Nel 1972 Bava dirige "Gli orrori del castello di Norimberga", una favola noir, un omaggio al cinema horror degli anni '60.

Dopo "Lisa e il Diavolo" (film su commissione di cui lo stesso Bava rinnegherà la paternità) e "Cani arrabbiati", nel 1977 Bava dirige l'ultimo suo film, "Shock": é una storia di fantasmi, molto ambigua e piena di colpi di scena con una grande interpretazione di Daria Nicolodi, costantemente sull'orlo di una crisi di nervi. Il film ebbe un grande successo all'estero, soprattutto in Giappone, mentre  in Italia passò assolutamente  inosservato.

Nel 1978 Bava, ormai malato, gira un film per la televisione insieme al figlio Lamberto: "La Venere d'Ille" interpretato da Daria Nicolodi e Marc Porel: una singolare storia gotica che riprende i primi film del regista.

L'anno seguente Mario Bava si spegne a Roma mentre lavorava ad un ambizioso progetto per la realizzazione di un film di fantascienza.

Mario Bava lascia al mondo del cinema una grossa eredità, che non si limita solo a ciò che ci é rimasto in pellicola; i suoi film sono indiscutibilmente una geniale combinazione di humor nero, ambientazioni gotiche, storie fantastiche e affascinanti, ma ciò che più é importante é sapere che il suo lavoro ha dato una "direzione" ai futuri registi; Bava é da considerarsi un vero e proprio Maestro, modello ed oggetto di citazione da parte di moltissimi artisti. Nonostante la critica italiana gli fosse avversa, non soffrì particolarmente questa situazione (a differenza di Fulci), anzi trovava sempre il modo per scherzarci sopra. Dotato di grande autoironia, a chi gli chiedeva come mai, secondo lui, i suoi film erano più apprezzati in Francia e negli Stati uniti che in Italia, rispondeva: "Loro sono più fessi di noi!".