Depois de formado exerceu a profissão de advogado apenas alguns meses. Envolveu-se com o teatro de revista, escrevendo, compondo e atuando. A sua estreia como letrista de música popular foi com "Menina, eu sei de uma coisa", parceria com Custódio Mesquita, gravada em 1935 por Mário Reis. Três anos depois, Orlando Silva realizou a famosa gravação de "Nada além", da mesma dupla de autores.
As suas composições mais famosas são "Ai que saudades da Amélia", "Atire a primeira pedra", ambas em parceria com Ataulfo Alves; "É tão gostoso, seu moço", com Chocolate, "Número um", com Benedito Lacerda, o samba "Fracasso" e a marcha carnavalesca "Aurora", em parceria com Roberto Roberti, que ficou consagrada na interpretação de Carmen Miranda.
Em "Amélia", a descrição daquela mulher idealizada, ficou tão popular que "Amélia" tornou-se sinónimo de mulher submissa, resignada e dedicada aos trabalhos domésticos.
Na Rádio Nacional, Mário Lago foi ator de Rádio, ele atuou na radionovela, especial da Semana Santa em 27 de março de 1959: A Vida de Nosso Senhor jesus Cristo, interpretando Herodes, e também roteirista, escrevendo a radionovela "Presídio de Mulheres". Mas só ficou conhecido do grande público mais tarde, pela televisão, quando passou a atuar em novelas da Rede Globo, como "Selva de Pedra", "O Casarão", "Nina", "Elas por Elas" e "Barriga de Aluguel", entre outras. Também atuou em peças de teatro e filmes, como "Terra em Transe", de Glauber Rocha.
Mário esteve na União Soviética, em 1957, a convite da Radio Moscovo, para participar da reestruturação do programa Conversando com o Brasil, do qual participavam artistas e intelectuais brasileiros. Mas os programas radiofónicos produzidos no Brasil, que Mário mostrou aos soviéticos, foram por eles qualificados de "burgueses" e "decadentes". A avaliação que Mário Lago fez da União Soviética também não foi das melhores. Ali, segundo ele, a produção cultural sofria pelo excesso de gravidade e autoritarismo. Apesar da deceção com a experiência soviética, Mário Lago jamais abandonou a militância política.
Em 1964, foi um dos nomes a encabeçar a lista dos que tiveram seus direitos políticos cassados pelo regime militar, e perdeu as suas funções na Rádio Nacional.
Durante a segunda metade da década de 60, Mário Lago passou a aparecer com frequência no cinema, participando com atuações marcantes em filmes importantes como O Padre e a Moça, Os Herdeiros e Pedro Diabo Ama Rosa Meia-Noite. Na década de 70, iniciou uma carreira de sucesso como ator de telenovelas, com destaque para Cavalo de Aço e O Casarão.
Em 1989, ligou-se ao Partido dos Trabalhadores e atuou como âncora dos programas eleitorais do então candidato do partido, Luís Inácio Lula da Silva, à presidência da República, em 1998.
Autor dos livros Chico Nunes das Alagoas (1975), Na Rolança do Tempo (1976), Bagaço de Beira-Estrada (1977) e Meia Porção de Sarapatel (1986), foi biografado em 1998 por Mônica Velloso na obra: Mário Lago: boêmia e política.
No carnaval de 2001, Mário Lago foi tema do desfile da escola de samba Acadêmicos de Santa Cruz.
Em dezembro de 2001, recebeu uma homenagem especial por sua carreira durante a entrega do Melhores do Ano do Domingão do Faustão, que, no ano seguinte, ganharia o nome de Troféu Mário Lago, sendo anualmente concedido aos grandes nomes da teledramaturgia.
Em janeiro de 2002, o presidente da Câmara, Aécio Neves, foi à sua residência no Rio para lhe entregar, solenemente, a Ordem do Mérito Parlamentar. Na sua última entrevista ao Jornal do Brasil, Mário revelou que estava escrevendo sua própria biografia. Estava certo de que chegaria aos 100 anos, dizia Mário, "Fiz um acordo com o tempo. Nem ele me persegue, nem eu fujo dele".