از خانواده‌ای هنر دوست در محلی بین خیابان شهباز سابق و خیابان ری به اسم ادیب الممالک، کوچه صحت، به دنیا آمد. پدرش علی گل فردین، کارمند اداره تسلیحات و از بازیگران تئاتر، در کنار تقی ظهوری کارهای مولیر را اجرا می‌کرد. محمدعلی دو برادر به نام‌های عباس و ایرج و یک خواهر داشت. او فرزند ارشد خانواده بود. دوران ابتدایی را در دبستان ترقی در خیابان شهباز، و دوره متوسطه را در دبیرستان آذر در خیابان شاه‌آباد گذراند و از همان جا موفق به اخذ دیپلم گردید، در 18 سالگی راهی سربازی شد و دو سال در نیروی هوایی خدمت کرد.

 فردین در 19 سالگی با مهری خمارلو ازدواج کرد، همسرش از آشنایی و ازدواج با فردین چنین می‌گوید: "فردین دوستِ برادرم بود، با هم ورزش می‌کردند و موجب آشنایی مختصر من و فردین شد، پیشنهاد ازدواج از طریق برادرم مطرح شد، او بسیار سر به زیر و محجوب بود، او با نوزده سال سن و من هم هفده ساله در همان سال ازدواج کردیم." حاصل این ازدواج چهار فرزند به نام‌های: سعید، سیاوش، عاطفه و آمنه بود.

در پنج سالگی علی‌رغم مخالفت‌های پدر به شکل حرفه‌ای به ورزش‌هایی چون: فوتبال، ژیمناستیک، شنا و هالتر به فعالیت پرداخت، و با تغییر پی در پی رشته‌های ورزشی سرانجام از دنیای کشتی سر درآورد. او به باشگاه «نیرو و راستی» رفت و زیر نظر کیومرث ابوالملوکی به فراگیری فنون کشتی پرداخت. ابوالملوکی در مورد فردین می‌گوید: "بسیار باهوش بود. فنون کشتی را به‌ راحتی یاد می‌گرفت و راحت‌تر از آن اجرا می‌کرد بیش از آن که از زور بازو و قدرت خود استفاده کند، از هوش و ذکاوت خود بهره می‌برد". بعدها فردین به باشگاه تهران رفت، در اینجا بود که با غلامرضا تختی آشنا شد، او در این باشگاه زیر نظر حبیب‌الله بلور به صورت حرفه‌ای کشتی را دنبال کرد. وی نخستین بار در مسابقات قهرمانی کشور در رشته آزاد در سال 1332 در اصفهان در وزن ششم مدال برنز گرفت و در سال 1333 در انتخابی تیم ملی در وزن 73 کیلو برگزیده شد و راهی تیم ملی شد و در دومین دوره مسابقات جهانی در سال 1954 توکیو به همراه محمود ملاقاسمی، محمدمهدی یعقوبی، ناصر گیوه‌چی، توفیق جهانبخت، عباس زندی، غلامرضا تختی و احمد وفادار اعضای تیم‌ملی را تشکیل دادند و در نهایت در این مسابقات تیم ایران دو مدال طلا در وزن‌های 67 و 79 کیلوگرم توسط مرحوم توفیق جهانبخت و عباس زندی به دست آمد اما در وزن 73 کیلوگرم محمدعلی فردین با شکست حریفانی از فیلیپین، سوئد، آرژانتین و ژاپن فینالیست شد ولی در مبارزه پایانی مغلوب حریف گرجی از اتحاد جماهیر شوروی شد و با مدال نقره به کار خود پایان داد.

در سال 1336 در قهرمانی کشور در تهران در یک‌ وزن پائین‌تر در وزن پنجم با شکست همه مدعیانش عنوان قهرمانی را به دست آورد. فردین برای این که ثابت کند در رشته فرنگی نیز تبحر دارد در مسابقات قهرمانی کشور در سال 1337 در تهران در وزن ششم بعد از این که همه حریفان خود را تا فینال شکست داد در مبارزه نهایی نیز در فینالی تکراری از سد محمد بهادری گذشت و با کسب عنوان قهرمانی در صدر وزن ششمی‌ها قرار گرفت. وی به دلیل آسیب‌دیدگی و پاره‌ای از نامهربانی‌ها مجبور شد با دنیای کشتی خداحافظی کند، محمدعلی فردین از معدود قهرمانانی است که هم در کشتی آزاد و هم در کشتی فرنگی، عنوان قهرمانی ایران را نصیب خود کرد.

ورود فردین به دنیای سینما اتفاقی بود. در زمستان 1338 او 28 سال داشت. زمانی که برای دیدن فیلمی وسترن به سینما رفته بود که به گفته خودش بلیت به او نرسید و گیشه بلیت فروشی بسته شد و او پشت در سینما ماند، در این زمان دکتر اسماعیل کوشان که با چهره فردین در عرصه کشتی آشنا بود جلو آمد و وی را به داخل سینما دعوت کرد. دکتر کوشان به او پیشنهاد بازی در فیلم «چشمه آب حیات» که سیامک یاسمی آن را کارگردانی می‌کرد را داد و فردین پذیرفت و بدین ترتیب فردین به عنوان یکی از هنرپیشهٔ‌های اصلی فیلم، اولین نقش حرفه‌ای خود را در سینما بازی کرد.

ایرن بازیگر زن مقابل فردین در فیلم «چشمه آب حیات» چنین می‌گوید: "یک پلان را بارها و بارها تکرار کردم، چون فردین به دلیل کم‌رویی و خجالت نمی‌توانست آن را بازی کند." از همان آغاز چنگیز جلیلوند به جای او حرف می‌زد و اکثر آوازهایش را ایرج می‌خواند.

بازی در فیلم‌های «فردا روشن است» و «فریاد نیمه شب» به کارگردانی ساموئل خاچیکیان نقطه عطف کارنامه هنری اش محسوب می‌شود، آثاری که توانستند عنوان بهترین و پرفروشترین فیلم سال را از آنِ خود کنند، فردین با فیلم «آقای قرن بیستم» به شهرت رسید؛ و در میان سالهای 1341 تا 1347 دراوج دوران کاری خود قرار گرفت.

در سال 1344 با بازی در «گنج قارون» ساخته سیامک یاسمی شهرت خود را صد چندان کرد. دست‌اندرکاران فیلم «گنج قارون» گمان می‌کردند که فیلمشان شانسی برای اکران ندارد، به همین دلیل کارگردان فیلم، سیامک یاسمی تمامی بلیت های هفتهٔ نخست نمایش فیلم گنج قارون را خریداری کرد. «گنج قارون» روانه بر پرده سینماها و در هفته اول فروشش اصلاً مناسب نبود، ظاهراً در روزهای اول آن قدر فروشش پایین بود که سینمادارها در روز چهارم اکران می‌خواستند آن را از پرده بردارند.

سیامک یاسمی با سینمادارها صحبت کرد و رضایتشان را برای ادامه اکران فیلم در هفته دوم جلب کرد، شرط سینماداران این بود که اگر فروش فیلم تا پنج شنبه بهتر شد آن را بر پرده نگه دارند. با افتتاحیه ضعیفی که «گنج قارون» داشت حتی خودِ یاسمی تصور نمی‌کرد وضعیت ناگهان 180درجه تغییر کند، ولی نتیجه برعکس شد و با استقبال حیرت‌انگیز مردم از روز پنج شنبه فروش فیلم کمی بهتر شد، جمعه فروش باز هم بالاتر رفت به‌ طوری‌ که صاحبان فیلم ترغیب شدند نمایش فیلم را ادامه بدهند، در هفته دوم فروش فیلم دو برابر شد کم‌کم نام «گنج قارون» بر زبان‌ها افتاد و ناگهان صف‌های طولانی در برابر سینماهای نمایش دهنده فیلم به وجود آمد.

«گنج قارون» در سینماهای جنوب شهر با بلیت ارزان قیمت اکران شده بود، ولی تقریباً کل افراد جنوب تهران و شهرستان‌ها بارها و بارها به دیدن فیلم رفتند و «گنج قارون» به فروشی افسانه‌ای دست یافت. این فیلم در سال 44 حدود 5/3 میلیون تومان فروش داشت و قریب 2 میلیون نفر به تماشای فیلم نشستند و «گنج قارون» یکی از پرفروش‌ترین فیلم‌های تاریخ سینمای ایران شد، و به گفته بسیاری از هنرمندان بازار ورشکسته نمایش فیلم ایرانی رونق گرفت. «گنج قارون» در حقیقت ناجی سینمایی بود که به علت نداشتنِ تماشاچی مناسب در ورطه نابودی قرار گرفته بود، پس از «گنج قارون» تعداد تماشاگران سینما برای هر فیلم به تعداد چشمگیری افزایش یافت و در حقیقت شخصیت فردین موجب آشتی مردم با سینمای ایران شد.

فردین در میان سالهای 1341 تا 1347 در اوج دوران کاری خود قرار داشت. در این مدت وی نخستین فیلم سینمایی خود را در مقام تهیه‌کننده و کارگردان با نام «گرگ‌های گرسنه» جلوی دوربین برد. او در این سالها فیلم‌های «ساحل انتظار» به کارگردانی سیامک یاسمی، «انسان‌ها» به کارگردانی مهدی میثاقیه، «مسیر رودخانه» و همچنین «چرخ فلک» در کنار رضا بیک ایمانوردی و آذر شیوا به کارگردانی صابر رهبر را بازی کرد.

در همین دوران بود که فیلم «سلطان قلبها» را کارگردانی و در آن نقش آفرینی کرد، که از آن زمان به بعد به فردین لقب «سلطان قلب‌ها» را دادند، این فیلم در جشنواره سپاس جایزه بهترین فیلم و بهترین بازیگر مرد را به خود اختصاص داد.

در سالهای 1345 و 1347 او به لبنان رفت، سفری که طی آن در دو فیلم به نام‌های «مردی از تهران» و «طوفان بر فراز پاترا» بازی کرد. یک سال بعد و با اکران آن دو فیلم در ایران و لبنان او به مهم‌ترین پروژه سینمایی زندگی خود در عرصه بین‌الملل دعوت شد، فیلمی وسترن به نام «مردانه بکش» که محصول ایتالیا بود. وی در این فیلم همبازی ستارگانی مشهوری چون فابیو تستی و اتوره مانی شد.

در سال1350 فردین در فیلم «همای سعادت» محصول مشترک ایران و هند بازی کرد که در این فیلم با بازی در کنار سانجیو کومار و وحیده رحمان بر محبوبیت خود افزود، این فیلم در هندوستان با نام «صبح و شام» به نمایش درآمد.

محمدعلی فردین دربارهٔ نقش‌هایی که در فیلم‌هایی به سبک «گنج قارون» بازی می‌کرد احساس ناراحتی و یکنواختی می‌کرد و چون دلش می‌خواست در نقشی متفاوت از علی بی‌غم... ظاهر شود اقدام به ساخت فیلم «جهنم + من» کرد که تمامی آن در کویر فیلمبرداری شد، او در این باره گفته‌ است: "به حدی نقش‌ها برایم تکراری شده بود که در فیلمی به نام «جهنم + من» که در آن از کافه و آواز خبری نبود بازی کردم، فقط می‌توانستیم یک ساعت و نیم از ساعت‌های روز فیلمبرداری کنیم، در ساعات دیگر به علت شدتِ گرما امکان فیلمبرداری وجود نداشت."

آخرین فیلم او که پیش از انقلاب تهیه و کارگردانی آن بر عهده فردین بود «بر فراز آسمان‌ها» نام داشت که در این فیلم نیز بازی کرد، و فیلم «برزخی‌ها» به کارگردانی ایرج قادری  وداع وی با سینما بود.