Zoals zijn echte naam laat vermoeden waren de ouders van Ernest Borgnine van Italiaanse origine. Vanaf de leeftijd van twee tot aan zijn zevende levensjaar leefde hij in Milaan. Hij ging naar school in New Haven Connecticut en sloot zich in 1935 aan bij de Marine. Na de tweede Wereldoorlog hield hij het daar voor bekeken. In 1945 schreef hij zich in aan de Randall School of Dramatic Art in Hartford Connecticut, van 1946 tot 1950 maakte hij deel uit van een theatergroep in Virginia. Daar deed hij zijn eerste ervaring op in zomerproducties van toneelgezelschappen. Zijn filmdebuut maakte hij in China Corsair (1951) gevolgd door zijn Broadway-debuut in Harvey. Hierna deed hij wat werk voor televisie en kreeg zijn eerste kleine rolletjes in langspeelfilms Die werden stilaan belangrijker : zijn rol van de sadistische sergeant Fatso Judson in From Here to Eternity bewees dat hij als acteur verder groeide. In Hollywood werd hij getypecast als een stevige, stoere acteur, mede omwille van zijn brede, uitgesproken gezicht, zijn stevige lichaamsbouw en zijn opmerkelijke uitpuilende ogen die men in veel gevallen als slechterik liet opdraven. Zoals zijn rol in Bad Day at Black Rock (1955). Met zijn titelrol als sympathieke, eenzame slager in Marty bereikte hij de absolute sterrenstatus : hij kreeg naast een acteursprijs op het Filmfestival van Cannes, de New York Film Critics Award en de National Board of Review Award ook de Academy Award/Oscar voor beste acteur. Wat volgde was een breder aanbod van filmrollen.

Op televisievlak vertolkte hij de rol van commandant McHale in de televisieserie McHale’s Navy wat hem een Emmy Award opleverde. In diezelfde rol was hij ook te zien in de langspeelfilmversie. In de jaren ’70 en ’80 was hij te zien in heel wat low budget films en televisiefilms. Hij had ook een rol in de televisieserie Airwolf (1984-1986).

Ernest Borgnine is vijf keer getrouwd geweest. Van 1959 tot 1964 met de actrice Katy Jurado, gevolgd door een kort huwelijk met zangeres Ethel Merman.