Mario Bava sündis Sanremos 31. juulil 1914. aastal. Ta isa oli Eugenio Bava - skulptor, kes töötas itaalia tummfilmitööstuses ka kaameramehe ja eriefektide loojana. Mario esimene kavatsus oli saada kunstnikuks, kuid kuna see polnud ala, mis oleks leiva lauale toonud, läks ta sama rada oma isaga ning töötas teiste operaatorite, näiteks Massimo Terzano abilisena. Ta aitas Eugenio Bavat ka eriefektidega, kui ta töötas Benito Mussolini filmitehases.
Mariost sai iseseisev operaator 1939. aastal, kui ta tegi koos Roberto Rosselliniga kaks lühifilmi. 1940ndatel filmis ta juba oma esimesi täispikki mängufilme. Bava kaameratöö on aidanud kaasa oma aja staaride nagu Gina Lollobrigida, Steve Reevesi ja Aldo Fabrizi imagote kujundamisele.
Bava filmis aastal 1956 lõpuni lavastaja Riccardo Freda filmi "I vampiri", mida peetakse itaallaste esimeseks õudusfilmiks. 1958. aastal oli Bava kaaslavastajaks filmile "Päev, mil taevas plahvatas", kuid kuna tema nimi tol ajal veel tundmatu oli, siis anti lavastajatiitel täielikult Paolo Heuschile. Tegu oli Itaalia esimese ulmefilmiga.
1960. aastal tegi Bava lõpuks debüüdi iseseisva lavastajana. Tema gooti stiilis "Deemoni mask" tegi Barbara Steele'ist õudusfilmistaari ning tema pimeduse ja valguse kasutamine must-valges filmis sai laialdaselt kiitust.
Bava töid peetakse vägagi mõjukateks. 1960. aastatel lavastas ta itaallaste esimesed giallo-filmid "Tüdruk, kes teadis liiga palju" ning "Veri ja must pits" - seda stiili on hiljem edasi kandnud kõige märkimisväärsemalt Dario Argento. 1965. aastal lavastatud "Vampiiride planeeti" on nimetatud Ridley Scotti ulmeklassiku "Tulnukas" peamiseks eelkäijaks. Kuigi Hollywoodis kasutati koomikseid animatsioonide ja lastefilmide aineseks juba pikalt, oli just Bava see, kes lavastas ühe esimese täiskasvanutele suunatud koomiksifilmi nimega "Diabolik". 1971. aastal valminud "Vererand" oli mitte ainult üks varasemaid slasher-filme ja žanrile olulisi teerajajaid, vaid ka filmiseeria "Reede 13" teise osa suurimaid mõjutajaid.
1978. aastal jäi Bava pensionile. Kaks aastat hiljem, 65-aastasena, ta suri.