Il est né le 5 juin 1971 à Dorchester dans un quartier ouvrier de Boston. Mark Robert Michael Wahlberg est le plus jeune des neuf enfants (5 frères et 3 soeurs) d'Alma et de Donald Wahlberg. Il grandit dans une famille catholique avec des ancêtres irlandais, suédois et français canadiens. Il fut marqué par le divorce de ses parents à l'âge de 11 ans et quitta l'école 3 ans plus tard.
Menant une vie de délinquant (vols, trafic de drogue, bagarres...), il fut condamné à 50 jours d'emprisonnement au pénitencier de Deer Island suite à une tentative de vol avec violence sur deux Vietnamiens (un eut l'oeil crevé) alors qu'il n'avait que 16 ans.
À sa sortie, il décide de laisser derrière lui son existence de voyou et reçoit l'aide de son frère, Donnie Wahlberg, membre du boys band New Kids on the Block. Ce dernier lui permet de développer son talent musical. Mark devient chanteur au sein d'un groupe de hip-hop, Marky Mark & the Funky Bunch, qui sort deux albums remportant un certain succès aux États-Unis.
Mannequin-vedette en 1992 pour le couturier Calvin Klein, son image de bad boy et sa plastique parfaite, séduisent les adolescent(e)s américain(e)s. Il fait un passage éclair dans un téléfilm mais c'est au cinéma qu'il se distingue dès 1994 dans le film Opération Shakespeare.
Ce n'est pourtant qu'en 1997 avec son rôle de star du porno dans Boogie Nights, qu'il remporte un large succès critique.
Il alterne films d'actions et grosses productions, que ce soit avec deux films au côté de George Clooney (Les Rois du désert, En pleine tempête), sous la direction de Tim Burton (La Planète des singes) et les remakes (La Vérité sur Charlie, Braquage à l'italienne), et films indépendants ou d'auteurs comme le drame The Yards et la comédie J'adore Huckabees.
En 2006, il obtient une nomination à l'Oscar du meilleur acteur dans un second rôle pour sa prestation dans Les Infiltrés, de Martin Scorsese, avant de retrouver James Gray après The Yards pour
La Nuit nous appartient et de tourner plusieurs blockbusters : Shooter, tireur d'élite, Phénomènes et
Max Payne.
Après le drame Lovely Bones, il change carrément de registre en tournant coup sur coup dans deux comédies avec deux membres du Frat Pack : Steve Carell dans Crazy Night et Will Ferrell dans Very Bad Cops, qui connaissent des succès commerciaux.
En 2010, sa prestation dans The Fighter, où il incarne un boxeur, aux côtés de Christian Bale et Amy Adams est encensé par la critique, lui valant d'être nommé au Golden Globe du meilleur acteur dans un film dramatique
Il est également le producteur de la série Entourage, qui s'inspire de son expérience de jeune acteur à Hollywood. Il apparaît d'ailleurs dans l'épisode pilote.
Concernant sa vie privée, Mark Wahlberg épouse le 1er août 2009 à Los Angeles Rhea Durham la mère de ses quatre enfants Ella Rae, Michael et Brendan ainsi qu'une petite fille née le 11 janvier 2010. Il est aussi catholique pratiquant.
Il possède également son insigne (l'étoile) sur le prestigieux boulevard Hollywoodien Walk of Fame .
Le rôle de Jack Twist le cow-boy gay dans le film Le Secret de Brokeback Mountain, lui avait été proposé mais a refusé car il ne se voyait pas embrasser un autre homme.