Comenzó a crear música desde una edad muy temprana y actuó en muchos escenarios de su pueblo natal a lo largo de su niñez, realizando imitaciones. Se graduó de la escuela secundaria y se mudó a Los Ángeles, donde continuó con su carrera musical.
Después de una temporada sin éxito con Motown Records, Mars firmó con Atlantic Records en 2009. Llegó a ser reconocido como artista en solitario después de prestar su voz y haber coescrito los coros para las canciones «Nothin' on You» de B.o.B, y «Billionaire» de Travie McCoy. También coescribió los éxitos internacionales «Right Round» de Flo Rida, «Wavin' Flag» de K'naan y «Fuck You!» de Cee Lo Green. El 4 de octubre de 2010 lanzó su álbum de estudio debut, Doo-Wops & Hooligans. Logró las mejores posiciones en el Billboard Hot 100 gracias a sus sencillos «Just the Way You Are» y «Grenade». Su segundo álbum fue Unorthodox Jukebox, con el que logró llegar al primer puesto de la misma lista con las canciones «Locked out of Heaven» y «When I Was Your Man». Vendió más de 170 millones de copias a nivel mundial, lo que lo hace uno de los artistas con más ventas. Siete de sus canciones se encuentran entre los sencillos más vendidos de la historia a nivel internacional.