Nato il 3 gennaio del 1956 a Peekskill, negli Stati Uniti, nel 1968 si trasferisce con la famiglia in Australia, sua patria d'adozione. Terminato il liceo, contempla l'idea di farsi prete, poi di diventare giornalista, ma è la sorella Sheila a convincerlo a tentare la strada della recitazione. Dopo un esordio in sordina nel 1977, nel surf movie "Summer city", ha la prima vera occasione quando il regista George Miller lo sceglie per l'action fantascientifico "Mad Max". Il film ottiene un successo insperato e guadagna oltre cento milioni di dollari.
Nel successivo film "Tim", Mel è un giovane ritardato mentale. Immancabili giungono i due seguiti del film di Miller, "Mad Max 2" nel 1981 e "Mad Max oltre la sfera del tuono" tre anni dopo, grazie ai quali l'attore acquista la fama internazionale.
Nel 1984 arriva il debutto hollywoodiano in "Il Bounty", nel quale si trova a lavorare con artisti del calibro di Anthony Hopkins e Laurence Olivier. Nel successivo "Il fiume dell'ira", al fiano di Sissy Spacek, Mel per la prima volta abbandona l'accento australiano per adottare quello americano, mentre subito dopo è un carcerato evaso grazie all'aiuto della moglie di una guardia, nel melò "Fuga d'inverno".
Nel 1987 arriva il ruolo che lo consacra tra le star di Hollywood e ne fa un'icona dei film d'azione: al fianco di Danny Glover, Mel è Martin Riggs, tormentato protagonista di "Arma letale".
Negli anni successivi alterna il noir ("Tequila Sunrise") alla commedia d'azione ("Due nel mirino", "Air America", "Amore per sempre"), e rifiuta il ruolo da protagonista in "Robin Hood: principe dei ladri" e per ben due volte quello di James Bond, per dedicarsi ad "Amleto" di Zeffirelli, che lo libera dallo stereotipo dell'attore 'd'azione'.Nel 1993, dopo aver fondato la sua casa di produzione, la 'Icon Entertainment International', debutta alla regia con "L'uomo senza volto", che è considerata dai critici una valida opera prima.
Dopo il western comico "Maverick" al fianco di una splendida Jodie Foster, Mel torna alla regia con il kolossal "Braveheart - Cuore impavido", di cui è anche produttore e protagonista. Il racconto epico e commovente delle gesta dell'eroe scozzese William Wallace, unito alle vigorose scene di battaglia (per le quali il regista si rifà ai suoi miti, Kubrick e Welles) colgono di sorpresa tutti quanti avevano fino ad allora sottovalutato le doti registiche di Gibson, che alla cerimonia degli Oscar del 1996 si accaparra le statuette per il miglior film e la miglior regia. La sua carriera prosegue con una serie di successi che spaziano dai film ad alta tensione ("Ransom - Il riscatto", "Ipotesi di complotto", "Payback - La rivincita di Porter"), alle produzioni autoriali ("The Million Dollar Hotel"), dalle commedie esilaranti ("What Women Want") ai drammi bellici ("Il patriota", "We Were Soldiers"), fino alle pellicole d'animazione ("Pocahontas" e "Chicken run").
Dopo l'ennesimo ruolo di vedovo (che sia un vezzo?) nel fantascientifico "Signs", Mel torna alla regia con il progetto più ambizioso della sua intera carriera, il racconto degli ultimi giorni di Cristo. A rendere le cose ancora più complicate è la scelta di girare il film utilizzando solo le lingue dell'epoca, il latino e l'aramaico. L'intera industria cinematografica è pronta a dichiararlo un folle e di fatto per poter realizzare il suo progetto, Mel deve investire ben 25 milioni di dollari di tasca sua. Contrariamente ad ogni previsione e nonostante le accuse di anti-semitismo, "La passione di Cristo" ha un successo senza precedenti e diviene il film indipendente con il più grande incasso della storia del cinema.
Nel 2006 si propone nuovamente al grande pubblico nei panni di regista con "Apocalypto", storia del declino della civiltà maya prima dell'arrivo degli spagnoli. Anche per questo film non sono mancate le polemiche soprattutto per le forti scene di violenza. In Italia, infatti, il film è stato vietato ai minori di 14 anni.