Mabel Hattersley ve John Mason çiftinin çocuğu olarak Huddersfield'da doğdu. Marlborough College'ın ardında Cambridge Üniversitesi'nin Peterhouse kısmında Mimarlık okudu. Hiçbir oyunculuk eğitimi almayan, boş zamanlarında zevk için çeşitli tiyatro oyunlarına çıkan Mason, daha sonra bu işi daha çok ciddiye alarak önce İngiliz tiyatrosunun, sonra da sinemasının dikkate değer isimleri arasına girmeyi başardı. 2. Dünya Savaşı yıllarında birçok Britanya melodramasında rol aldı. 1949'da ilk Hollywood filmi olan Caught'tan sonra Amerika Birleşik Devletleri'nde kariyerini sürdürmeye başladı.
1953 yapımı Jül Sezar'daki Brütüs, 1954'te Denizler Altında 20,000 Fersah'ta Kaptan Nemo, 1959 yapımı Alfred Hitchcock filmi North by Northwest'te ajan Phillip Vandamm gibi karakterler sayesinde döneminin en kaliteli oyuncuları arasında kendine yer edindi. 1954 yapımı Bir Yıldız Doğuyor (A Star is Born) filminde Judy Garland ile çalışan Mason, ilk Oscar adaylığını kazanırken En İyi Erkek Oyuncu (Müzikal-Komedi) dalında Altın Küre'nin sahibi oldu. 1962 yapımı Stanley Kubrick'in Vladimir Nabokov'un romanından uyarladığı Lolita'da 15 yaşında bir kıza aşık olan Humbert Humbert'i canlandırdı. 1969'da Avustralya filmi Age of Consent'te bir adada yaşamaya başlayan bir ressamı canlandırdı. Bu filmde ona, İngiliz Sineması'nın genç yıldızı Helen Mirren eşlik etmişti. Ömrünün sonuna dek sinemadan kopmayan Mason, 1982'de Sidney Lumet'in The Verdict filmindeki rolüyle En İyi Yardımcı Oyuncu dalında Oscar ve Altın Küre'ye aday gösterildi.
1959'da ciddi bir kalp krizi geçiren, ama hayatta kalan Mason, 1984'te uzun yıllardır yaşadığı İsviçre'nin Lozan kentinde geçirdiği bir başka kalp krizi sonucu vefat etti. Külleri yakıldı ve uzun yıllar bir kavanozda saklandı, en sonunda Vaud Kantonu'ndaki Corsier-sur-Vevey'deki mezarlığa gömüldü.