В 1943—1954 годах репрессирован, работал в архитектурных шарашках от Сочи до Комсомольска-на-Амуре. Автор проектов Золотых Звёзд Героя Советского Союза и Героя социалистического труда (1938—1939).
Архитектор родился в городе Нахичевань-на-Дону (сегодня — в черте Ростова-на-Дону) в преуспевающей армянской семье. Отец Иван служил чиновником и управляющим на фабрике купца Унаняна в Славянске, и приходился дальним родственником И. К. Айвазовскому. Все три сына Ивана стали, каждый в своей области талантливыми специалистами. Средний сын и младший брат Мирона Мартын стал известным спортивным журналистом, основавшим в 1960 еженедельник «Футбол», младший Яков работал театральным художником в Москве, но рано умер. До начала Первой мировой войны Меран успел закончить классическую гимназию и поступить в Санкт-Петербургский Институт гражданских инженеров. Подрабатывал чертёжником в мастерской А. И. Таманяна, затем был призван в войска, но на фронт попасть не успел.
После октябрьской революции бежал из голодного Петербурга домой, в Ростов. Пытаясь избежать призыва в деникинские войска первой линии, добровольно вступил в инженерный батальон белой армии, а после её разгрома поселился в Краснодаре. В 1920—1923 годах продолжил обучение в Кубанском политехническом институте, легко вошёл в круг местных профессионалов, в 1922 году женился на дочери кисловодского архитектора, Елизавете Эммануиловне Ходжаевой.
Первая самостоятельная постройка Мержанова — собственный дом в Кисловодске (1925). За ним последовали
В этих постройках, формально принадлежащих к конструктивизму, проявился почерк Мержанова, сохранившийся до конца его дней — стремление к эффектной монументальности построек, в сочетании с романтизацией, зрительным облегчением конструкций, а также излюбленная деталь архитектора — угловые балконы и угловые ниши, разрывающие гладкие стены зданий. Позже Мержанов называл своими главными учителями И. В. Жолтовского и Фрэнка Ллойд Райта.
В 1929 году Мержанов выиграл открытый конкурс на проектирование санатория РККА в Сочи, который курировал лично К. Е. Ворошилов. Санаторий, финансировавшийся займом среди военных, был открыт 1 июня 1934 года, и в том же году ему было присвоено имя Ворошилова. Архитектор и нарком стали личными друзьями; дружба эта сохранилась и после отставки Ворошилова и освобождения Мержанова. Санаторий выстроен в конструктивистской манере, но Мержанов намеренно маскировал наиболее жёсткие конструктивисткие элементы, гармонично соединив простые геометрические формы с горным рельефом побережья. Образ санатория и примыкающего к нему фуникулёра был растиражирован пропагандой, и Мержанов вошёл в обойму наиболее востребованных советских архитекторов.
В 1931 году Мержанов был вызван в Москву и назначен главным архитектором хозуправления ЦИК СССР. Одновременно с завершением ворошиловского санатория, по заданиям ЦИК Мержанов выстроил комплекс государственных дач «Бочаров Ручей». Руководил проектированием Военно-морской академии в Ленинграде, проектированием зданий для нового города Комсомольск-на-Амуре, совместно с А. К. Буровым построил московский Дом Архитекторов. Во второй половине тридцатых Мержанов строит в Кисловодске два крупных санатория — «Санаторий-отель НКВД» (ныне «Кисловодск») и «Красные камни». Это уже бесспорно сталинская архитектура, причём не ограниченная в средствах на качественную отделку камнем, и сохранившая типичный для архитектора «южный» романтизм.
В 1933—1934 годах Мержанов спроектировал первую сталинскую дачу — т. н. ближнюю дачу в Кунцеве. Первоначально одноэтажный дом был надстроен до двух этажей в 1943 (по другим источникам 1948), когда архитектор уже сидел в заключении; автор проекта перестройки неизвестен, но вероятно, что был использован проект самого Мержанова. В 1934 году, удовлетворённый заказчик вызвал Мержанова лично и поставил задачу спроектировать комплекс государственных дач в Мацесте, в 1935 году — на Холодной речке близ Гагр. Все эти объекты спроектирован в стиле модернизированной классики (см. постконструктивизм), равноудалённой и от конструктивизма, и от «сталинского ампира», что дало некоторым авторам (Д. Хмельницкий) утверждать, что личные вкусы Сталина существенно отличались от того, что фактически насаждалось в советской архитектуре.
В 1938 году Мержанов разработал ряд проектов Золотой Звезды Героя Советского Союза (первые Герои награждались только орденом Ленина); был выбран наиболее лаконичный вариант. В 1939 году он предложил два варианта медали «Серп и Молот», на этот раз был выбран самый миниатюрный. Официальное утверждение Звёзд состоялось 1 августа 1939-го и 22 мая 1940 года.
После начала Великой Отечественной войны Мержанов проектировал объекты гражданской обороны Москвы, в том числе обустройство станции метро Маяковская перед историческим собранием 6 ноября 1941 года. После эвакуации большинства московских архитекторов в Чимкент Мержанов и К. С. Алабян остались в Москве.
12 августа 1943 года Мержанов, его жена и близкий круг сотрудников были арестованы. 8 марта 1944 года Мержанов был приговорён без суда к 10 годам лагерей по статье 58, ч. 1а, 8, 10, 11, 17, 19 УК РСФСР. Обвинительное заключение основывалось исключительно на показаниях узкого круга сотрудников Мержанова и факте его службы у Деникина. То, что в октябре 1941 года он остался в Москве, стало доказательством «измены». Жена Мержанова умерла в лагерях в середине сороковых, а сам архитектор, этапированный в хорошо знакомый ему Комсомольск-на-Амуре, был выдернут из общего барака лагерным начальством и вновь занялся проектированием. В Комсомольске по его проекту построены городской Дворец культуры и ДК авиазавода.
В 1948 году Мержанов был этапирован в Москву, где В. С. Абакумов лично поставил ему задачу — спроектировать для МГБ санаторий в Сочи. Для работ были развернуты две Архитектор работал в сухановской тюрьме и в шарашке в Марфино (где познакомился с А. И. Солженициным. В 1950 году проект был утверждён Абакумовым, и Мержанов приступил к постройке своего крупнейшего и, вероятно, лучшего произведения — санатория имени Дзержинского. Однако вскоре после ареста Абакумова, в конце 1951 года, Мержанов был отстранён от постройки, и до марта 1953 года сидел в иркутской тюрьме, затем в красноярской пересылке (санаторий достроили в 1954).
Формально освобождённый в 1954 году на бессрочную ссылку, Мирон Мержанов обосновался в Красноярске. С 1954 года возглавлял «Красноярскгражданпроект» (главным архитектором города был также ссыльный армянин, Геворг Кочар). По проектам Мирона Мержанова в Красноярске тогда были построены краевой Дом Советов на площади Революции, Центральный райком КПСС, красноярское отделение Госбанка на ул. Дубровинского, главный корпус медицинского института, Дворец культуры завода Красмаш — попытка вернуться от ампира к конструктивизму, пристройка к кинотеатру "Совкино".
Был реабилитирован 30 мая 1956 года. В 1960 году М.И. Мержанов уехал из Красноярска в Москву. Работал в Моспроекте-1. Скончался в 1975 году.
Здание администрации Красноярского края