او تبار و اصلیتی ایتالیایی دارد. در سال 1935 به نیروی دریایی آمریکا ملحق شد؛ و در جنگ جهانی دوم حضور یافت. بعد از پایان جنگ در حالی که هیچ شغل مشخصی نداشت با تشویق مادرش به تئاتر گرایش پیدا کرد و دههٔ ۴۰ را با ایفای نقش در تئاترهای مختلفی از جمله «هاروی» 1949 (به نقش یک پرستار) به پایان برد.

او در سال 1951 او به همراه همسر اولش رودا کیمنس به لوس آنجلس نقل مکان کرد. بورگناین برای نخستین بار در همین سال جلوی دوربین سینما رفت و در فیلم های «سوت در اتون فالز» ساخته رابرت سیودماک و «دسته جنایتکاران» (در ایران: «چهره به یادماندنی») ساخته رابرت پریش نقش کوتاهی ایفا نمود. بی شک اولین دستاورد مهم بورگناین در دنیای سینما حضور در فیلم «از اینجا تا ابدیت» (فرد زینه مان -1953) است. او در این فیلم به نقش گروهبانی بد ذات به نام فاتسو که موجبات مرگ ماجیو (فرانک سیناترا) را فراهم می‌آورد و خود نیز سرانجام توسط رابرت ای لی پرویت (مونتگومری کلیفت) از پای در می‌آید ایفای نقش می‌کند.

بورگناین با وجود قیافه نافرم خود خواهان حضور پر رنگ تر و حتی نقش اول در فیلم‌ها بود کاری که در نیمه دههٔ ۵۰ با وجود ستارگان نوظهوری چون مارلون براندو، مونتگومری کلیفت، جیمز دین و چارلتون هستون و ستارگان باتجربه و بسیار محبوبی چون همفری بوگارت، جیمز استوارت، گری کوپر، کری گرانت و جان وین کار بسیار دشواری بود. اما بورگناین با پشتکاری مثال زدنی توانست به این مهم دست یابد. حضوردر فیلم مارتی (دلبرت مان - 1955) براساس نمایشنامه ای از پدی چایفسکی بی شک خاطره انگیزترین بازی بورگناین در دنیای سینما محسوب می شود. بورگناین در این فیلم به نقش قصابی مهربان و صمیمی توانست با وجود رقبای سرسختی چون جیمزکاگنی، اسپنسر تریسی، جیمز دین و فرانک سیناترا اسکار نقش اول مرد را تصاحب کند. این فیلم توانست سه جایزه اسکار دیگر (بهترین فیلم، بهترین کارگردان، بهترین فیلمنامه) و نخل طلای جشنواره کن را نیز بدست آورد.

وی پنج بار ازدواج کرده و صاحب چهار فرزند است.