본명은 히라오카 기미타케平岡公威. 고위 관료인 아버지와 한학자 집안의 딸인 어머니 아래서 자랐다. 가쿠슈인 고등학교를 수석 졸업하고, 도쿄대학교 법학부에 진학하였다. 1946년 대학 재학 중 가와바타 야스나리의 추천으로 단편소설 「담배」를 발표하며 문단에 데뷔하였다. 1949년 장편소설 『가면의 고백』으로 문단과 독자들에게 큰 주목을 받았다. 이후 『금색』 『금각사』 및 미시마의 진정한 걸작으로 평가받는 『오후의 예항』(1963)과 영화화된 『짐승들의 유희』(1961)등 화려한 문장과 고유한 미의식이 결합된 독자적인 작품들로 명실상부 전후 일본문학을 대표하는 작가로 자리매김했으며, 여러 차례 노벨문학상 후보에도 올라 세계적인 작가로 평가받았다.
평론, 기행문, 희곡 등 다양한 장르에서 다수의 작품을 남겼으며 자신이 모델이 된 사진집 출간, 영화 출연, 강연과 대담 등 글쓰기 외 여러 영역에서도 활발히 활동하였다. 1970년 11월 25일 장편소설 『풍요의 바다』 원고를 넘긴 미시마 유키오는 평소 그와 뜻을 함께하던 타테노카이 회원 4명과 함께 자위대 총감실을 찾아가 전후 헌법의 개정과 절대천황제 부활을 위해 궐기하자는 연설을 마친 후 할복자살했다.