Geboren wurde Mel Ferrer am 25. August 1917 in Elberon, New Jersey. Mit bürgerlichem Namen hieß er Melchior Gaston Ferrer. Nach seinem Schulabschluss nahm er ein Studium der Medizin in Princeton auf, brach dieses jedoch zu Gunsten der Schauspielerei ab. Seine ersten Bühnenerfahrungen sammelte Ferrer als Tänzer am Broadway. Wegen einer Erkrankung an Kinderlähmung Anfang der vierziger Jahre

konnte er nicht weiter auftreten und begann als Sprecher und Regisseur fürs Radio tätig zu werden. Dann arbeitete er auch als Spielfilmregisseur und Regieassistent, was ihm die Türen zur Traumfabrik Hollywood öffnete.
Und auch als Schauspieler trat er in Erscheinung: Unter anderem war Mel Ferrer in dem Klassiker „Scaramouche, der galante Marquis“ (1952), an der Seite von Marlene Dietrich in „Engel der Gejagten“ (1952) und in Fassinders „Lili Marleen“ (1982) zu sehen. Auch in vielen Fernsehserien wirkte er mit, zum Beispiel ab 1981 drei Jahre lang in der Familiensaga „Falcon Crest“. Als Zeitungsredakteur und Jugendbuchautor machte er sich ebenfalls einen Namen.
Im Jahr 1954 heiratete Mel Ferrer Schauspielerin Audrey Hepburn, mit der er mehrere Mal zusammen vor der Kamera agierte, so etwa für „Krieg und Frieden“ (1956). Diese vierte Ehe Ferrers hielt 14 Jahre, dann heiratete er noch einmal.
Mel Ferrer starb am 2. Juni 2008 im Altern von 90 Jahren an den Folgen einer Darmerkrankung und einer Lungenentzündung auf seiner Farm in der Nähe von Santa Barbara. Er hinterlässt fünf Kinder.