1936年3月28日，马里奥·巴尔加斯·略萨出生在秘鲁南部亚雷基帕省首府亚雷基帕市的一个中产家庭。马里奥是他的名字，巴尔加斯是父亲的姓，略萨是母亲的姓，分别代表父亲和母亲的家族。不过，略萨的成长却是在玻利维亚。在略萨还没有出生的前几个月，他的父母就已经离异。1937年，1岁的略萨与母亲和外祖父一起移居玻利维亚的科恰邦巴，在那里度过了幼年时光。略萨的父亲有一处棉花种植园，所以略萨的童年生活并不穷困，在略萨的回忆中，这段生活已经“小康而且具有贵族气息”。不过，当时家人告诉略萨，他的父亲已经过世。
1946年，略萨的外祖父被派回秘鲁，举家迁回。随后，略萨随母亲移居首都利马。在这里，略萨第一次见到自己的父亲。二人复婚之后，略萨随父母住在利马郊区，在略萨的自传中，“我的童年”噩梦自此开始。略萨后来回忆，“他怨恨我的‘架子’，怨恨他的儿子”，父亲对略萨进行了辱骂和殴打。最终，14岁那年，父亲将略萨送往莱昂西奥·普拉多军事学校就读，这所学校为他的第一部小说《城市与狗》提供了背景，其中的很多故事是残忍而且残酷的。
1947到1949年间，略萨就读于天主教中学拉萨叶学校(又译萨勒学校)。略萨14岁时，父亲将其送往莱昂西奥·普拉多军事学校就读(1950-1952);毕业前一年，又做起了报社的实习记者。最后，略萨从军校退学，并在皮乌拉省的国立圣米盖尔中学完成中学学业。此间，略萨为当地的《工业报》撰稿;作家的第一部剧本《印加航班》也被搬上舞台。
1952年，巴尔加斯·略萨读军校中学4年级时，写下他的第一个舞台剧剧本《印加王的逃遁》(La huida del Inca)。
1953年略萨在拉美最古老高校——利马的国立圣马尔科斯大学双主修文学与法律，并供职两家报社。1957年第一次出版短篇小说《领袖》和《祖父》，标志着作家文学生涯的开始。本科毕业后入同校语言学研究所做研究生，1958年中旬以研究尼加拉瓜作家;诗人鲁文·达里奥(Rubén Dario)的学位论文《阐释鲁文·达里奥的基础》(Bases para una interpretación de Rubén Darío)获文学(语言学)学位，同年获奖学金赴西班牙马德里大学深造。
1955年，19岁的略萨与舅妈的妹妹胡莉娅·乌尔吉蒂·伊利亚内斯(Julia Urquidi Illanes，1926年生，玻利维亚人)相恋结婚;新娘长他10岁。
1957年，以短篇小说《挑战》(El desafío)获法国的文学奖(Premio de la Revue Fran?aise).
1959年，他的6个短篇小说结成短篇小说集《首领们》，本书是到目前为止读者能看到的巴尔加斯·略萨还是文学少年时期的作品集，也让他成为西班牙的雷奥波多·阿拉斯文学奖(Premio Leopoldo Alas)1959年年度得主。
1960年，马德里奖学金到期后，略萨自信也能在法国取得奖学金继续深造，但携妻抵达巴黎后方知申奖遭拒。两人还是不顾经济窘迫留了下来。在巴黎，略萨的创作欲望一发不可收拾。
巴尔加斯·略萨读大学时参加秘鲁共产党组织的共产主义学习小组(台湾常称共产主义读书会)，学习马克思、恩格斯、列宁、毛泽东等思想家的著作，还担任过指导员，并短期加入秘鲁共产党。1960年代也热烈支持古巴革命。
1964年，一纸协议结束了略萨第一次短暂的婚姻。一年之后，略萨很快就开始第二次婚姻，这次的妻子是他的表妹帕特丽西娅·略萨·乌尔吉蒂(Patricia Llosa Urquidi)，这段婚姻一直延续到现在。两人共育有两子一女，三个孩子后来分别成为了作家/编辑、商人和摄影师，皆事业有成。
巴尔加斯·略萨1965年发表的长篇小说《绿房子》，让他成为1967年首届罗慕洛·加列哥斯国际小说奖(Premio internacional de novela Rómulo Gallegos，简称Premio Rómulo Gallegos)得主，委内瑞拉设立的这个文学奖是拉丁美洲文学很高的荣誉，
1971年巴尔加斯·略萨以研究哥伦比亚作家加西亚·马尔克斯的博士论文《加西亚·马尔克斯：弑神者的历史》(Historia secreta de una novela y García Márquez: historia de un deicidio)获西班牙马德里大学(Universidad Complutense de Madrid)文学哲学博士学位(这个学位是研究文学的哲学博士，不是荣誉头衔的文学博士，他另有英国伦敦大学、美国耶鲁大学和哈佛大学等多所大学颁授的荣衔，2003年英国牛津大学也授予他荣誉博士头衔。)
1975年，巴尔加斯·略萨亲自将他1973年发表的小说《潘达雷昂上尉与劳军女郎》搬上大银幕，小说作者本人编写电影剧本并与José María Gutiérrez联合导演，在多米尼加拍摄，是这部小说第一次改编电影，也是他首度执导电影，同年，他1967年出版的小说《崽儿们》也在墨西哥由墨西哥导演Jorge Phons改编成电影，也是在这年，他获选任为秘鲁学院院士(Miembro de la Academia Peruana de la Lengua)。
1976年8月，巴尔加斯·略萨在英国伦敦召开的国际笔会大会中获选为第41届国际笔会会长，为出任国际笔会会长的拉丁美洲第一人，1979年他以国际笔会会长身分首次访问日本，与1994年获诺贝尔文学奖的日本作家大江健三郎在东京、大阪、广岛等地会晤。
巴尔加斯·略萨曾在英国剑桥大学担任教职(1977年获聘)，也曾在英国伦敦大学(1967年和1969年)、美国哥伦比亚大学(1975年)、美国哈佛大学(1992年)等校客座教职。
1977年，经过授证仪式，他正式出任(真除)秘鲁学院院士。同年，他发表《胡利娅姨妈与作家》，极为轰动和畅销，以他自己和前妻做主角的这部作品也引起剧烈争议，让感觉很受伤的前妻写出《作家与胡利娅姨妈》(中文版尹承东、蒋宗曹、王治权合译，Vargvitas是Vargas的昵称;爱称，书名原文的意思是“小巴尔加斯没有说的话”)详尽记述他们的这段婚姻。
1981年，他的长篇小说《世界末日之战》出版，这本书是他自认写得最好最有代表性的作品，排第2位的是1969年出版的长篇小说《酒吧长谈》，同年他也发表很受欢迎的剧本《塔克纳小姐》。
1983年，他发表喜剧《凯蒂与河马》，在多国公开上演。
1985年，《城市与狗》在他的祖国秘鲁首度改编同名电影，秘鲁作家;诗人何塞·渡边编剧，秘鲁导演Francisco José Lombardi制片、执导。1986年，由智利导演Sebastián Alarcón在苏联第二次改编成电影，片名《美洲豹》(El Jarguar)。Francisco José Lombardi于1999年在秘鲁执导《潘达雷昂上尉与劳军女郎》的第2个电影版本，入围1999年美国奥斯卡金像奖最佳外语片。
1986年，他得到西班牙颁发的阿斯图里亚斯王子文学奖(Premio Príncipe de Asturias de las Letras)，这个奖是颁发给用西班牙语创作的作家;诗人很高的荣誉，1999年起颁奖对象扩大到全世界的作家;诗人。得主包括墨西哥作家胡安·鲁尔福(Juan Rulfo，又译璜·鲁佛，1983年)和卡洛斯·富恩特斯(1994年)、1989年得诺贝尔文学奖的西班牙作家;诗人卡米洛·何塞·塞拉(1987年，巴尔加斯·略萨得奖次年)、1999年得诺贝尔文学奖的德国作家;诗人君特·格拉斯(1999年，第一位不是用西班牙语创作的得主，与诺贝尔文学奖同年获得)、英国作家多利斯·来辛(Doris Lessing，2001年)、美国作家;诗人苏珊·桑塔格(2003年，与Fátima Mernissi合得)和亚瑟·米勒(2002年)。
1987年巴尔加斯·略萨回到秘鲁组新政党Frente Democratico(简称Fredemo，暂译“自由运动组织”或“民主阵线”简称“民阵”)投入政治，并于1987年8月的第一届全国代表大会上获推为一任4年的政党主席。立场已然右倾，反对时任总统阿兰·加西亚(Alan García Pérez，已于2006年再度当选秘鲁总统)的银行国有化等政策，主张国营事业私有化(民营化)和全面开放的自由市场经济。
1989年6月4日在出生地亚雷基帕市正式宣布投入总统选战，角逐一任5年的秘鲁总统大位，1990年的总统大选中，他一度为声望最高的候选人(当时他和后来专政10年的藤森谦也Alberto Fujimori Fujimori都是首度参选总统)并在1990年4月8日的第1轮投票中得到相对多数的最高票(得票率37%)，与名列第二的总统候选人藤森谦也(得票率25%)进入第二轮投票对决，1990年6月10日，藤森谦也以57%的比数胜出(这是藤森谦也首度当选秘鲁总统，于同年7月28日宣誓就任)。
1990年，美国雪城大学出版他1988年在该校客座教职的讲义结集A Writer′s Reality (《作家的真实》)，是他仅有的一部以英文写成的著作。
他于1990年6月13日离开秘鲁到长期侨居的欧洲休息，1991年到1992年间在德国柏林科技学院做高级访问学人，1991年8月，政党主席改选后随即交卸党职。
1993年发表的小说《利图马在安地斯山》让他成为行星文学奖(Premio Planeta)1993年的年度得主，次年西班牙的诺贝尔文学奖得主卡米洛·何塞·塞拉也获得本奖，西班牙设立的这个奖与诺贝尔文学奖同属世界上奖金特别高的文学奖，欧洲货币统合前奖金是5000万到1亿西班牙币，奖金达300000欧元。在巴尔加斯·略萨从政竞选总统过程中热心支持协助他的秘鲁著名广电节目主持人;作家;诗人海梅·巴以利于2005年也获本奖。
巴尔加斯·略萨于1993年另取得西班牙护照而同时拥有秘鲁与西班牙双重国籍。
1994年3月24日，他奉西班牙国王委任为西班牙皇家学院(Real Academia Espa?ola)院士。
1995年4月23日(这天是塞万提斯去世的纪念日)，他在塞万提斯的故乡从西班牙国王手中接过西班牙语文学的最高荣誉塞万提斯奖，成为1994年年度得主(本奖每年12月评出年度得主，次年4月23日颁奖)。次年得主又是西班牙的诺贝尔文学奖得主卡米洛·何塞·塞拉，同时创下第一个先获诺贝尔文学奖再得塞万提斯奖的先例，以往得塞万提斯奖前先获诺贝尔文学奖的西班牙语作家都会变成本奖自动回避对象，比如1982年得诺贝尔文学奖的加西亚·马尔克斯，1990年得诺贝尔文学奖的墨西哥作家、诗人奥克塔维奥·帕斯则是1981年先得塞万提斯奖。
1996年，他成为德国法兰克福国际书展颁发的德国书业和平奖当年度得主。
1997年5月，巴尔加斯·略萨发表小说方法论《给一位青年小说家的信》(由赵德明翻译成中文)一书，剖析自己的写作技法和文学理念与经验，介绍卡托布莱帕斯(Catoblepas，在希腊语里的意思是“向下看的”，是一种神话里的怪兽)、连通管(Vasos Comunicantes)、中国套盒(Caja China，原意是一种层层叠叠的烤箱，通常用来烤肉)等手法。
1998年3月，他以非小说文集《顶风破浪》的英译本成为美国的全国书评奖评论类1997年年度得主，是第1个不是美国公民的外国人得到这个奖项。
2001年，母校秘鲁国立圣马尔科斯大学出版他的大学学位(相当于台湾的硕士学位)论文《阐释鲁文·达里奥的基础》，并授予他荣誉博士头衔。
2003年，时任秘鲁总统亚历杭德罗·托莱多(Alejandro Toledo Manrique)一度想找他回国担任总理，后来在他的建议下，任命他昔日的政党伙伴梅丽诺(Beatriz Merino Lucero)出任秘鲁历史上第一位女性总理，梅丽诺于2003年12月卸任。
2004年，巴尔加斯·略萨客座英国牛津大学教职，并将部分讲义结集为论著《不可能的诱惑》。
2005年，他将1990年发表的文学评论集《谎言中的真实》，以单篇评论分别介绍和讨论25位作者的小说或散文，目前只翻译出该书书序〈谎言中的真实〉和其中6篇评论，收入同名的巴尔加斯·略萨创作论集中译本内，这部中译本另收录他与巴西记者的访谈纪录、谈他儿童青少年成长过程和早期文学经验的回忆录《水中鱼》单数章节，均由赵德明翻译)改编为舞台剧在西班牙巴塞隆纳公开上演，由Joan Ollé导演，原著作家兼剧作家本人亲自登场与职业演员Aitana Sánchez Gijón联合领衔主演，这是巴尔加斯·略萨第一次主演戏剧。
2010年略萨获得诺贝尔文学奖。
