Юкио Мисима родился 14 января 1925 года в семье крупного государственного чиновника Адзуса Хираока и его супруги Сидзуэ. Отец Мисимы, с отличием закончив юридический факультет Токийского императорского университета, блестяще сдал государственный экзамен, необходимый для работы чиновником на самом высоком уровне, однако из-за личной предвзятости и интриг в кулуарах бюрократического аппарата вместо Министерства финансов был принят на работу в министерство, которое теперь носит название Министерства сельского, лесного и рыбного хозяйства. Коллегой отца Мисимы по работе был будущий премьер-министр Японии Нобусукэ Киси. После старшего сына Кимитакэ, в семье родились его младшая сестра Мицуко (р. 1928) и брат Тиюки (р. 1930). Дед Мисимы Хираока Садатаро в 1908—1914 годах был губернатором Южного Сахалина. Подал в отставку после скандала, связанного со спекуляцией сахалинским лесом.
До 12 лет, когда он перешёл в первый класс средней ступени школы, Кимитакэ жил и воспитывался в доме бабушки Нацуко. Даже с матерью он мог видеться только с разрешения бабушки. Совместная жизнь с Нацуко, которая забрала болезненного Кимитакэ у родителей и, оградив его от внешнего мира, воспитывала в строгих и утончённых аристократических традициях, оказала на формирование будущего писателя огромное влияние. Изоляция Кимитакэ от сверстников своего пола привела к тому, что он стал говорить в свойственной женской речи манере. Склонная к истерии Нацуко, несмотря на психологические стрессы, которые вызывало её поведение у Кимитакэ, была тонким ценителем кабуки и но, а также творчества Кёка Идзуми и привила Кимитакэ любовь к прозе и театру.
Тяжелые болезни и постоянные недомогания, из-за которых Мисима не принимал участия в играх сверстников и часто пропускал школу, тоже наложили неизгладимый отпечаток на личность будущего писателя. Мисима рос впечатлительным и одарённым ребенком, много времени проводившим за чтением книг. Привилегированную школу он закончил с отличием, получив из рук японского императора серебряные часы.
Подчинившись желанию отца, Мисима поступил на юридический факультет Токийского университета, где изучал немецкое право. К этому же периоду жизни писателя относится его сильное увлечение литературой немецкого романтизма, породившее позднее интерес к сочинениям Томаса Манна и философии Фридриха Ницше.
15 августа 1945 года капитуляцией Японии завершилась Война на Тихом океане. В потоке последовавшей за этим днём чередой самоубийств оказался и застрелившийся 19 августа в Малайзии лейтенант, а в прошлом литературный критик, Дзэммэй Хасуда, бывший в то время кумиром и духовным наставником Мисимы. 23 октября от тифа в возрасте 17 лет скончалась Мицуко, младшая сестра Мисимы. К этому же времени относится разрыв Мисимы со своей первой любовью Кунико Митани (впоследствии она вышла замуж за банковского служащего, став тётей известного японского предпринимателя Дзюнда Аюгава), дочерью государственного деятеля и дипломата Таканобу Митани и младшей сестрой Макото Митани, одного из самых близких друзей Мисимы. Кунико и Макото Митани послужили прообразами для Соноко и Кусано, персонажей написанного позднее романа «Исповедь маски».
В 1946 году Мисима совершил паломничество в Камакуру к жившему там признанному классику японской литературы Ясунари Кавабата, показав ему рукопись своих рассказов «Сигарета» и «Средние века» с просьбой содействовать в их публикации. По рекомендации Кавабата, занимавшего в то время административный пост в библиотеке Камакуры, «Сигарета» была вскоре напечатана в журнале «Человек» (яп. ??). Таким образом вступив, благодаря протекции старшего мастера, в литературный мир, Мисима до конца жизни сохранил почтительное отношение к Кавабата как к своему учителю (при этом, впрочем, никогда прямо не называя его собственно учителем, ограничивась обращением Кавабата-сан). В том же году в журнале «Гундзо» появился рассказ Мисимы «Повествование на мысе».
В январе 1947 года Мисима стал принимать участие в неформальных встречах, которые устраивали Осаму Дадзай и Кацуитиро Камэи. Известен случай, когда на одной из встреч, высказывая своё мнение о творчестве Дадзая, Мисима категорично заявил, что терпеть не может его произведений. По словам самого Мисимы, потрясённый Дадзай на это дерзкое высказывание ответил, что раз Мисима всё же приходит сюда, значит всё-таки к произведениям Дадзая тот не равнодушен. Любопытно, что так же присутствовавший при этом инциденте Кадзуо Нохара передаёт слова Дадзая, сказанные им с неприкрытой злостью, иначе: «Раз не нравится, так больше не приходи сюда». Эпатажность высказываний и действий Мисимы станет впоследствии одной из его неотъемлемых черт.
В ноябре 1947 года Мисима закончил юридический факультет Токийского университета. Пытаясь устроиться на работу в «Японский промышленный банк» (яп. ??????), он сдал соответствующий экзамен, но кандидатура Мисимы была отклонена по причине его неудовлетворительного здоровья. После этого, однако, успешно сдав государственный квалификационный экзамен, необходимый для работы чиновником высокого ранга (в списке результатов имя Мисимы значилось на 138 месте из 167), Мисима некоторое время проработал в Министерстве императорского двора, после чего по рекомендации отца перешёл в Министерство финансов. Совмещая работу чиновника с активной литературной деятельностью, Мисима написал свое первое произведение крупной формы, озаглавленное «Вор». В это же время состоялось его знакомство с писателем Фусао Хаяси, отношения с которым Мисима испортил лишь в поздние годы, по его словам, из-за политической беспринципности Хаяси.
В 1948 году Мисима примкнул к литературному объединению «Современная литература». Получив от Кадзуки Сакамото, главного редактора издательства «Кавадэсёбосинся», заказ на написание романа, Мисима, пытавшийся жить двойной жизнью чиновника и писателя, из-за истощённости организма чуть не погиб, упав с железнодорожной платформы и едва не попав под поезд. Этот инцидент способствовал тому, что в сентябре 1948 года Мисима уволился из Министерства финансов и посвятил себя полностью литературной деятельности, с чем был вынужден постепенно смириться и его отец.
В июле 1949 года был опубликован только что завершённый Мисимой роман «Исповедь маски», который, с одной стороны стал сенсацией из-за откровенно представленного в ней гомосексуализма, а с другой — был высоко оценён критиками, что позволило Мисиме занять своё место в литературной элите Японии. За «Исповедью маски» последовали «Жажда любви» (1950) и «Запретные удовольствия» (1951). На основе вновь гомосексуальных по своей тематике «Запретных удовольствий» Тацуми Хидзиката в 1959 году поставил одноимённый спектакль, который принято отождествлять с зарождением танца буто. Успех многочисленных произведений Мисимы вывел его в лидеры японской послевоенной литературы. В декабре 1951 года по протекции своего отца и в качестве специального корреспондента газеты «Асахи симбун» Мисима отправился в кругосветное путешествие, откуда вернулся в августе следующего года.
Из своего кругосветного путешествия Мисима вынес, по его собственным словам, личное переоткрытие солнечного света, телесности и ощущений, что оказало огромное влияние на его дальнейшую литературную деятельность. Вернувшись в Японию, начиная примерно с 1955 года он взялся за радикальную перестройку собственного тела, став заниматься бодибилдингом. В то же время Мисима, заинтересовавшись классической японской литературной традицией (его внимание привлёк прежде всего Мори Огай), стал изменять и свой писательский стиль. Двойственное изменение Мисимы нашло своё выражение в написанном под влиянием эстетики Мори Огая и Томаса Манна романе «Золотой храм» (1956), за основу которого была взята история о сожжении храма Кинкакудзи молодым монахом. «Золотой храм» стал одной из творческих вершин писателя и считается самым читаемым в мире произведением японской литературы.
В эти годы начался период восторженного восприятия каждой новой работы Мисимы читателями. Сначала написанный на фоне идиллического пейзажа острова Камисима (префектура Миэ) по мотивам греческой классики «Дафнис и Хлоя» роман «Шум прибоя» (1954), а затем и «Долгая весна» (1956) и «Пошатнувшаяся добродетель» (1957) открыли череду произведений, ставших бестселлерами. Многие из них обрели столь большую популярность, что были экранизированы. Мисима стал одной из центральных фигур японского литературного мира. В это же время, словно демонстрируя многогранность собственного таланта, Мисима обратился к драматургии и написал, наряду с многочисленными пьесами, сборник современных пьес для театра Но, а затем, примкнув к театру «Бунгакудза», дебютировал как постановщик собственных произведений и актёр.
В 1959 году вышел в свет роман «Дом Кёко», на создание которого ушло около двух лет и который, по замыслу автора, противопоставлялся «Золотому храму»: если «Золотой храм» являлся глубоким анализом внутреннего мира отдельного человека, то в «Доме Кёко» центральным стало отображение сущности современной эпохи в целом. Мнения литературных критиков разделились: Такэо Окуно назвал работу настоящим шедевром, в то время как Кэн Хирано и Дзюн Это единодушно оценили «Дом Кёко» как полный провал. Реакцию читателей, склонявшихся к мнениям Хирано и Это, также нельзя было назвать положительной. В результате Мисима, избалованный успехом, впервые в своей литературной деятельности испытал действительно сильное разочарование, что стало поворотным моментом для всей его дальнейшей карьеры.
Тем не менее для продолжавшего оставаться популярным Мисимы последовавший за публикацией «Дома Кёко» период оказался плодотворным. В числе написанного им в эти годы романы и повести «После банкета» (1960), «Красивая звезда» (1962), «Шёлк и проницательность» (1964), новеллы «Сэмбэй за десять тысяч иен» (1960), «Патриотизм» (1961), «Меч» (1963), пьесы «Розы и пираты» (1958), «Тропические деревья» (1960), «Кото, приносящее радость» (1963) и другие сочинения.
В личной жизни Мисимы также произошли изменения. В 1958 году он женился на Ёко Сугияма, дочери известного мастера классической японской живописи Ясуси Сугияма. Выбор супруги Мисима прокомментировал, сказав по этому поводу, что Ёко как дочь художника свободна от иллюзий о том, что собой художник представляет на самом деле. Вместе с женой Мисима поселился в новом особняке, построенном в американском колониальном архитектурном стиле, напоминающем о викторианской эпохе (проектирование и строительство было осуществлено известной японской строительной компанией «Симидзу кэнсэцу»). Однако долгожданное завершение амбициозного строительства принесло и многочисленные неприятности. В их числе скандал и судебный процесс, инициированный дипломатом Хатиро Арита, обвинившим в 1961 году Мисиму в том, что тот в произведении «После банкета» нарушил право Арита на неприкосновенность частной жизни (дело было закрыто со смертью Арита в 1965). Кроме того, в том же году Мисима получил угрозы с обещанием физической расправы от правых радикалов, что было вызвано широко известной поддержкой Мисимы писателя Ситиро Фукадзава, который в свою новеллу «Необыкновенный сон» включил сцену приводящего в восторг японцев убийства коммунистами наследного принца Акихито и принцессы Митико, что оскорбило экстремистов и привело к теракту, получившему в прессе известность под названием «Скандал с Накадзима» (по имени президента, выпустившего роман издательства «Тюокорон», чей дом и семья подверглись нападению). В результате в течение нескольких месяцев резиденция Мисимы находилась под охраной полиции. Чувство страха перед правыми экстремистами, испытанное Мисимой в этот период, по мнению его младшего брата дипломата Тиюки Хираока, во многом объясняет радикальность и ультраправость взглядов «позднего» Мисимы.
Уже к 1962 году у Мисимы достаточно подробно созрел замысел тетралогии «Море изобилия», а в 1963 году разразился новый скандал, на этот раз вокруг пьесы «Кото, приносящее радость», которую руководство театра «Бунгакудза» категорически отказалось ставить ввиду его излишней политизированности: в результате Мисима и 14 ведущих актёров театра демонстративно покинули «Бунгакудза». Однако, несмотря на то, что «Кото, приносящее радость» и некоторые другие работы Мисимы во многом соответствовали духу того времени, когда на волне беспрецедентного по своему масштабу гражданского протеста против японско-американского договора безопасности пересечение политики и искусства стало повсеместным, политизированность Мисимы была ещё далека от того фанатизма, до которого она дошла во второй половине 1960-х.
В этот период к своим занятиям бодибилдингом Мисима добавил тренировки по кэндо. Снимаясь в главной роли в фильме Ясудзо Масумура «Караккадзэ яро» (продюсер Масаити Нагата, студия Дайэй, 1960), позируя известному фотографу Эйко Хосоэ для изобиловавшего мазохистическими мотивами альбома, озаглавленного «Форма розы» (1963), а также другими средствами Мисима целенаправленно стал создавать в СМИ культ своего тела, сильного и преображённого после изнурительных тренировок. Поступки Мисимы, не имевшие отношения к его литературной деятельности, с одной стороны, можно оценивать как вульгарное бравирование собственными пороками, но с другой стороны они позволяют смотреть на Мисиму, насквозь видевшего и свободно манипулировавшего в собственных интересах механизмами СМИ, неожиданно получившими в послевоенные годы рычаги ощутимого общественного влияния, как на предвозвестника умело формирующих благоприятный имидж современных поп-идолов и «звёзд» шоу-бизнеса.
Кроме того, данный период характеризуются многочисленными исполнениями постановок драматургических сочинений Мисимы, а также популяризацией его творчества в Европе и Америке, благодаря начавшим появляться в печати переводам на европейские языки. В числе тех, кто способствовал расширению читательской аудитории Мисимы, были известные американские японисты Дональд Кин и Эдвард Зайденштиккер. Начиная с этого времени, произведения Мисимы получают всемирную известность и удостаиваются высокой оценки критиков на Западе.
В 1965 году началась продолжавшаяся до 1967 года серийная журнальная публикация романа «Весенний снег», первой части посвящённой интерпретации буддийской концепции круговорота человеческого существования тетралогии «Море изобилия», задумывавшейся Мисимой как работа всей его жизни. В том же году вышла пьеса «Маркиза де Сад». К последнему периоду жизни Мисимы относятся и несколько подряд выдвижений кандидатуры Мисимы на соискание Нобелевской премии по литературе.
В эти годы Мисимой написан и поставлен (с самим автором в главной роли) «Патриотизм» (1965), опубликованы «Голоса духов героев» (1966) и получивший название «Несущие кони» второй том «Моря изобилия» (1967—1968), а также многочисленные другие произведения, воспевающие героическую смерть и подчёркивающие неразрывность связи между эстетической красотой и политически окрашенными действиями.
В декабре 1966 года Мисима познакомился с редактором националистического журнала «Ронсо» (яп. ??????? Спор). Между Мисимой и группой активистов журнала завязались тесные отношения, натолкнувшие его на идею создания собственной военизированной группы. Первыми шагами к её реализации стали личное вступление Мисимы в состав сил самообороны и совершение полёта на истребителе Локхид Ф-104 Старфайтер, а также начало формирования группы на базе участников журнала «Ронсо». В это же время Мисима сблизился с Киёкацу Ямамото, командующим японскими силами самообороны. Вышли в свет политически ангажированные «Солнце и сталь», «Моё Хагакурэ», «В защиту культуры» и другие публицистические работы.
В 1968 году началась публикация «Храма на рассвете», третьего тома тетралогии Мисимы, а также вышла пьеса «Мой друг Гитлер». 3 ноября того же года из активистов журнала «Ронсо» была сформирована военизированная группа «Общество щита». В 1969 году Мисима обратился к написанию пьес для театра кабуки и опубликовал несколько произведений в этом жанре. Во время студенческих волнений Мисима посетил захваченный студентами Токийский университет, где принял участие в ожесточённой дискуссии о месте императора и государственном устройстве; оппонентом Мисиме выступил Масахико Акута, который на тот момент был студентом Токийского университета. В очередной раз снявшись в кино, Мисима сыграл роль в поставленном Хидэо Гося фильме «Убийство», где также участвовали Синтаро Кацу, Юдзиро Исихара и Тацуя Накадай. Из-за разногласий, связанных с финансированием военных расходов «Общества щита», Мисима прекратил сотрудничество с журналом «Ронсо», однако в составе «Общества щита» остался участник японской студенческой лиги Масакацу Морита, которому суждено было сыграть ключевую роль в последовавших далее событиях, закончившихся смертью Мисимы.
25 ноября 1970 года, под предлогом официального визита посетив вместе с Морита и ещё тремя членами «Общества щита» базу сухопутных войск сил самообороны в Итигая, Мисима, взяв в заложники командующего базой, с балкона его кабинета обратился к солдатам с призывом совершить государственный переворот. Однако театрализованная попытка государственного переворота была преимущественно проигнорирована слушающими, после чего Мисима покончил с собой, совершив сэппуку. После нескольких неудачных попыток обезглавить Мисиму его товарищ Морита передал меч Коге, который и отрубил голову Мисиме.
Утром 25 ноября, перед поездкой в Итигая, Мисима отослал своему редактору (Тикако Кодзима) текст романа «Падение ангела», ставшего последним томом тетралогии «Море изобилия» и последним сочинением Мисимы вообще.
На русский язык некоторые произведения переводил Григорий Чхартишвили.