Figlio di un piccolo industriale andato in rovina dopo il terremoto del 1906, orfano dall'età di dieci anni, da bambino lavora come strillone. Notato da un attore tetrale, debutta dapprima in palcoscenico, e poi arriva al cinema daprima come trovarobe e in seguito come attore dal '20 al '24. LeRoy debutta nella regia soltanto nel 1927, affermandosi però in breve come uno dei più capaci, spregiudicati e vigorosi autori di film spesso aspramente polemici come Il piccolo Cesare (1931), uno dei primi film di gangster che doveva restare un classico del genere, Io sono un evaso (1934), sul trattamento dei detenuti, e Vendetta (1937), sull'intolleranza razziale, ma non disdegnando di cimentarsi con successo anche nella commedia leggera e nel film-rivista, genere, quest'ultimo, cui diede un contributo fra i più notevoli con La danza delle luci (1933). Successivamente realizza opere sempre più spettacolari, ma spesso poco originali, tra cui Il ponte dÏ Waterloo (1940), I marciapiedi di New York (1950), Prigionieri del passato (1942), Missione segreta (1944), Madame Curie (1944), Piccole donne (1949), Quo vadis? (1951), pluripremiata megaproduzione in costume, Amanti latini (1954), Mister Roberts (in collaborazione con John Ford, 1955), Pietà per la carne (1958) e La donna che inventò lo streap-tease (1962). Dopo il fiasco di Da un momento all'altro, nel 1965, LeRoy decide di abbandonare il cinema dopo aver realizzato ben 76 film. Autore dell'autobiografia Mervyn LeRoy: Take One, LeRoy è morto nel 1987 a Beverly Hills.