Di estrazione popolare, figlio del falegname ed ex atleta olimpico Primo Brega, esordisce nel cinema come caratterista, avvalendosi della sua corporatura imponente e dell'aspetto burbero: nella prima fase si ricorda la sua partecipazione al film La marcia su Roma (1962) di Dino Risi, in cui interpreta il ruolo del truce fascista Marcacci, detto il Mitraglia, ed il piccolo ma cupo ruolo di ergastolano in Detenuto in attesa di giudizio (1971) con Alberto Sordi. Appassionato di boxe, interpreta un piccolo ruolo di manager nell'episodio La nobile arte del film grottesco I mostri (1963) di Dino Risi.
Con Sergio Leone recita nei ruoli di Chico in Per un pugno di dollari (1964), di El Niño in Per qualche dollaro in più (1965) e del caporale dell'esercito nordista Wallace in Il buono, il brutto, il cattivo (1966). In Per un pugno di dollari e in Buffalo Bill, l'eroe del Far West recita con lo pseudonimo di Richard Stuyvesant. In quest'ultimo, una scena di uno scontro a pugni con l'attore Gordon Scott, degenera in un vero pestaggio da parte di Brega in quanto più volte colpito dall'americano con eccessivo realismo. Recita anche il ruolo di uno dei quattro sicari che vanno alla ricerca di Noodles (Robert De Niro) nel teatro cinese, all'inizio di C'era una volta in America.
Dopo un fortuito incontro in casa di Sergio Leone, fu scelto da Carlo Verdone per recitare in alcuni ruoli tipici del romano, dove il suo innato e roboante umorismo romanesco ha regalato frasi che sono diventate celebri.
Mario Brega muore per infarto a Roma, nel quartiere Marconi dove viveva, il 23 luglio 1994 e sepolto nel cimitero del Verano.
