Mark Vincent est élevé par une mère astrologue et un père adoptif professeur et directeur de théâtre. Il a des ancêtres italiens et afro-américains. Il monte pour la première fois sur scène à l'âge de sept ans au Theater for the New City dans le quartier new-yorkais de Greenwich Village. Tout en continuant le théâtre, avec la troupe de son père puis à Broadway, il étudie l'anglais et l'écriture artistique à l'Hunter College. Il devient également videur, grâce à son physique très impressionnant, dans certains établissements des quartiers huppés de New York. N'arrivant pas à obtenir de rôles au cinéma, il décide, en 1994, d'écrire, produire, interpréter, financer et réaliser son premier court métrage Multi-Facial.
Ce film est présenté au Festival de Cannes. Il ne remporte pas de prix, mais connait un vif succès dans la salle. En 1997, il présente son premier long métrage Strays au Festival du film de Sundance. C'est à partir de ce moment que sa carrière d'acteur de cinéma décolle, ainsi
Steven Spielberg écrit spécialement pour lui le rôle d'Adrian Caparzo dans
Il faut sauver le soldat Ryan. En 1999, il double la voix du Géant de fer dans le dessin animé éponyme de
Brad Bird. L'année suivant, il est à l'affiche de deux films indépendants : Les Initiés, primé au Festival de Deauville en 2000, et
Pitch Black, où il joue le personnage de Richard Riddick, un dangereux meurtrier. Il reprend ce rôle en 2003 dans
Les Chroniques de Riddick qui est la suite de
Pitch Black.
En 2001, il obtint une renommée mondiale avec Fast and Furious qui rapporte 144,5 millions de dollars. Il entre alors dans la liste des acteurs américains "bankable". Il poursuit sa carrière dans les films d'actions avec
xXx sorti en 2002, et s'essaye au polar dans Un homme à part.
En 2005, l'acteur décide de changer de style, avec
Baby-Sittor, une comédie grand public dans laquelle il incarne une nounou, ainsi que la comédie policière
Jugez-moi coupable où il incarne Giacomo « Jackie » DiNorscio, qui est un échec au box-office.
De retour aux films d'action, il fait une très brève apparition dans Fast & Furious : Tokyo Drift et revient surtout avec le film polémique d'anticipation
Babylon A.D. de
Mathieu Kassovitz où il incarne Toorop. Son plus grand succès intervient à la mi-2009, avec
Fast and Furious 4 qui réalise un gros score au box office nord-américain engendrant le record d'entrées à cette période de l'année 2009.