Après une enfance difficile à Miami, Mickey Rourke part pour New York à l'âge de 19 ans. Il y exerce divers métiers (gardien de parking, marchand ambulant, videur de boîte de nuit...) tout en suivant les cours d'art dramatique à la Lee Strasberg Institute. Après quelques petits rôles à la télévision, il fait ses premiers pas au cinéma en apparaissant dans le parodique 1941 (1979) de Steven Spielberg et le troublant Fièvre au corps (1981) de Lawrence Kasdan. En 1983, Rusty James de Francis F. Coppola le révèle véritablement aux côtés de Matt Dillon.

Dans les années 80, sa filmographie s'enrichit de nombreux succès tels que L'Année du dragon (Michael Cimino, 1985), 9 semaines 1/2 (Adrian Lyne, 1986), Angel heart (Alan Parker, 1987) ou encore Barfly (Barbet Schroeder, id.). L'acteur se crée une réputation de bad guy que ce soit sur les plateaux de tournage ou en dehors. Mais ses choix suivants (Johnny belle gueule, L'Orchidée sauvage, Harley Davidson et l'homme aux santiags), mauvais de surcroît, vont essouffler sa carrière. S'improvisant scénariste, Mickey Rourke signe en 1988 le script original de Homeboy, l'histoire d'un boxeur minable de Miami, avant de monter sur le ring en 1991 pour finalement en descendre en 1995.

En 1997, l'acteur défiguré par ses combats et des opérations de chirurgie esthétique tente un come-back laborieux avec Love in Paris, une pseudo-suite de 9 semaines 1/2, et Double team, un film d'action de Tsui Hark, où il a pour adversaire Jean-Claude Van Damme. Francis F. Coppola lui donne un coup de pouce en lui confiant un rôle d'avocat douteux dans L'Idéaliste (1997), mais à l'aube des années 2000, Mickey Rourke ne parvient pas à retrouver le statut de star qui lui avait été concédé dans les années 80, et doit se contenter de camper des personnages secondaires, souvent en forme de clin d'oeil. Surprenant en détenu travesti dans Animal factory (2001) ou en père de famille endeuillé dans The Pledge (id.), il joue des poings contre Sylvester Stallone dans Get Carter (id.) et incarne un avocat "marron" dans Man on fire (2004). En 2005, Robert Rodriguez et Tony Scott tentent de le remettre en selle en lui confiant respectivement les rôles de Marv, la brute épaisse de Sin City, et de Ed Moseby, l'un des coéquipiers de la chasseuse de primes Domino Harvey.

Ce n'est que quatre ans plus tard que l'acteur connaît un véritable succès, puisque son interprétation de catcheur déchu dans The Wrestler est encensée par la critique. Vedette de la 65ème mostra de Venise en 2008, Mickey Rourke est récompensé en janvier 2009 par le Golden Globe du meilleur acteur dans un drame. En 2010, il est à l'affiche de deux grosses productions : The Expendables, un film d'action réalisé par Sylvester Stallone avec un casting très musclé et surtout Iron Man 2, dans lequel il interprète l'ennemi de Robert Downey Jr., autre acteur à avoir renoué avec le succès après une période difficile. 

Mais Mickey Rourke ne parvient pas à persister dans la réussite. En témoignent ses prestations dans les décevants Les Immortels et Sin City: j'ai tué pour elle ainsi que les films d'action sortant directement en DVD comme The Specialist, Black November, Java Heat ou encore A Hitman in London. Dans la comédie Ashby, il tient le rôle-titre d'un ancien tueur de la CIA à qui il ne reste que quelques moins à vivre... En 2017, l'acteur est annoncé au casting du film de boxe "Tiger" centré sur le combattant sikh Pardeep Nagra qui a été banni de ce sport après avoir refusé de raser sa barbe.