Марк Наумович Бернес родился в городе Нежин (ныне райцентр в Черниговской области Украины) в еврейской семье. Его отец Наум Самойлович Нейман был служащим в артели по сбору утильсырья, мать Фаня Филипповна — домохозяйкой. В 1916, когда ему было 5 лет, семья переехала в Харьков.

Юношей Марк поступил в харьковский музыкальный театр «Миссури» Н. Н. Синельникова, избрав сценическое имя Бернес. В 1929 окончил театральные курсы в Харькове. Тогда же 17-летний Марк приехал в Москву в надежде найти актёрскую работу. Здесь он работал статистом в нескольких театрах, в том числе Малом и Большом. В 1930—1933 в Московском драматическом театре играл небольшие роли, впоследствии считал своим учителем артиста Николая Радина.

С 1935 года снимался в кино. После эпизодических ролей («Заключённые», 1936 и «Шахтёры», 1937), последовали заметные роли в фильмах «Человек с ружьём» (1938), «Истребители» (1939), «Большая жизнь (1939)». Игра актёра отличалась обаянием и мягким юмором. Большую популярность Марку Бернесу принесли роли в фильмах о Войне. В фильме «Два бойца», он с поразительной задушевностью и простотой спел песню «Тёмная ночь» (музыка Н. Богословского, слова В. Агатова), а также стилизованную «под одесские песни» «Шаланды». Песни Богословского из фильмов («Любимый город», «Спят курганы тёмные», «Шаланды, полные кефали», знаменитая «Тёмная ночь») в исполнении Бернеса зазвучали по радио, были записаны на пластинки. Бернес продолжал сотрудничать с Никитой Богословским и записал ещё несколько его песен.

Почтовая марка России из серии «Популярные певцы российской эстрады», посвящённая Марку Бернесу, 1999, 2 рубля (ИТЦ 538, Скотт 6543)

Первый публичный концерт Марка Бернеса состоялся в Свердловске в Доме офицеров 30 декабря 1943 года, после чего последовало концертное турне по Уралу. В Москве начал выступать с конца 1940-х годов, сначала на вечерах в Домах творческой интеллигенции. По радио в «Клубе весёлых артистов» от лица своего персонажа шофёра Минутки («Великий перелом», 1945) исполнял «Песенку фронтового шофёра» («Путь-дорожка фронтовая») Мокроусова, «В жизни так случается» Соловьева-Седого и др. Продолжая сниматься в кино, всё больше внимания Бернес уделял эстраде, которая давала ему широкий простор для реализации собственных замыслов. Стал принимать активное участие в создании репертуара. Предъявлял высокие требования и к музыке, и к стихам, долго и придирчиво работал с поэтами и композиторами. Из 82 песен репертуара Бернеса более 40 создано по его заказу или с его прямым участием.

В 1950-е—1960-е годы создал в кино сложные характеры людей с нелёгкой судьбой — таких, как Умар Магомет («Далеко от Москвы»), Чубук («Школа мужества»), Радионов («Они были первыми»).

17 сентября 1958 одновременно две центральные газеты начали травлю Бернеса. В «Правде» Георгий Свиридов в статье «Искоренять пошлость в музыке» подверг артиста несправедливым и тенденциозным нападкам. В «Комсомольской правде» в фельетоне А. Суконцева и И. Шатуновского «Звезда на „Волге"» рядовое нарушение Бернесом правил дорожного движения в максимально мрачных тонах подавалось как «поведение, недостойное советского артиста». Следствием этих и нескольких последующих статей стало фактическое отлучение Бернеса от съёмок и записей на радио и грампластинки. Но с 1960 года голос Бернеса снова зазвучал по радио (заглавная песня популярной воскресной передачи «С добрым утром!» (О. Б. Фельцман, стихи О. Фадеевой).

В 1960 на стадионе в Лужниках в программе Московского мюзик-холла Бернес впервые исполнил песню «Враги сожгли родную хату» Матвея Блантера на стихи Исаковского. Написанная за 15 лет до того, в 1945, и лишь однажды прозвучавшая тогда по радио, она обрела в лице Бернеса интерпретатора, раскрывшего весь трагизм произведения и сделавшего песню широко популярной.

В 1961 режиссёр Павел Арманд первым нарушил запрет на приглашение Бернеса в кино, сняв его в небольшой роли в своём фильме «Чёртова дюжина».

В последующие годы Бернес снова успешно работал, гастролировал в Польше, Югославии, Чехословакии, Румынии, Болгарии, получая множество восторженных откликов СМИ. Выступал на английском телевидении. В его репертуаре появились песни «Москвичи» (Андрей Эшпай — Евгений Винокуров), «Если бы парни всей земли» (Соловьёв-Седой — Долматовский), «Я люблю тебя, жизнь» (Эдуард Колмановский — Константин Ваншенкин), «Хотят ли русские войны» (Колмановский — Евтушенко), «Я спешу, извините меня» (Я. Френкель — К. Ваншенкин) и др. В четырёхсерийном фильме «Щит и меч» (1968) за кадром в исполнении Бернеса прозвучала песня «С чего начинается Родина» (В. Баснер — М. Матусовский). 8 июля 1969 артист с одного дубля записал песню «Журавли» Яна Френкеля на стихи Расула Гамзатова в переводе Наума Гребнева.

Марк Наумович Бернес умер 16 августа 1969 года от рака лёгких. Похоронен на Новодевичьем кладбище (участок № 7). На похоронах звучали записи его песен.