Ermes Effron Borgnino nació el 24 de enero de 1917 en la localidad de Hamden, Connecticut, hijo único de Carlo Borgnino y Anna Boselli, un matrimonio inmigrante italiano procedente de Módena, Italia. Tras el divorcio de sus padres, vuelve con su madre a Italia cuando tenía apenas dos años.

Tres años después Ermes volvió a Hamden copn su madres debido a la situación que se vivía Italia después de la Primera Guerra Mundial. El pequeño Ernest crecería fuerte y sano en los Estados Unidos, practicando todo tipo de deportes y acudiendo al instituto de New Haven.

Sin un destino profesional claro en 1935 Borgnine, se alistó en la Armada estadounidense, ya licenciado reingresa en 1941 sirviendo hasta el final de la Segunda Guerra Mundial en 1945 (un total de diez años), alcanzando el rango de "Gunner's Mate 1st Class". Fue condecorado con las medallas de la "Campaña Americana", de "Buena Conducta", de "Servicio de Defensa" y la de la "Victoria".

Después de diez años de deambular, su madre le sugirió probar con la actuación, ya que Ernest tenía una fuerte personalidad. Borgnine entra en la Escuela de Drama Randall de Hartford, Connecticut. Después de graduarse, es contratado por el Barter Theatre de Abingdon, Virginia, acumulando una buena experiencia en los escenarios y en 1949 debuta en Broadway en el papel de enfermero en la obra Harvey.

En 1951 y con 34 años realiza sus primeros pinitos en el cine fueron con "China Corsair" (1951) de Ray Nazarro, un film de aventuras protagonizado por Jon Hall, "El poder invisible" (The mob) (1951) de Robert Parrish y "The Whistle at Eaton Falls" (1951) un drama realizado por Robert Siodmak.

En 1952, se traslada a Los Ángeles, California, para probar suerte en el cine, pero hizo su debut en una serie televisiva llamada "Captain Video and his Video Rangers". Al poco tiempo, recibe un papel importante en "De aquí a la eternidad" (From Here to Eternity, 1953) de Fred Zinnemann, donde interpreta al cruel sargento "Fatso" Judson, que mata a Maggio (personaje encarnado por Frank Sinatra).

Luego vendrían títulos como "El forastero iba armado" (The Stranger Wore a Gun, 1953) de André de Toth, "Johnny Guitar" (1954) de Nicholas Ray, "Demetrio, el gladiador (Demetrius and the Gladiators, 1954) de Delmer Daves, "Fieras humanas (The Bounty Hunter, 1954) de André de Toth, "Veracruz (Veracruz, 1954) de Robert Aldrich, "Conspiración de silencio (Bad Day at Black Rock, 1955) de John Sturges o, "Marty (1955) de Delbert Mann con la que consiguió ganar un Oscar en su primer papel protagonista, estando nominados James Dean por "Al este del Edén", Spencer Tracy por "Conspiración de silencio", James Cagney por "Ámame o déjame" y Frank Sinatra por "El hombre del brazo de oro".

Generalmente como personaje secundario y en papeles de villano, su estatus de actor fue creciendo con "Busca tu refugio (Run for Cover, 1955) de Nicholas Ray, "Violent Saturday (Violent Saturday, 1955) de Richard Fleischer, "El último comando (The Last Command, 1955) de Frank Lloyd, "Campeón sin victoria (The Square Jungle, 1955) de Jerry Hopper, "El hombre pacífico (Jubal, 1956) de Delmer Daves, "Banquete de bodas (The Catered Affair, 1956) de Richard Brooks, "El encanto de vivir (The Best Things in Life Are Free, 1956) de Michael Curtiz, "Difamación de un hombre (These Brave Men, 1957) de Philip Dunne, "Los vikingos (The Vikings, 1958), de Richard Fleischer, "Arizona, prisión federal (The Badlanders, 1958) de Delmer Daves, "El último torpedo (Torpedo Run, 1958) de Joseph Pevney, "La trampa vacía" (The Rabbit Trap, 1959) de Philip Leacock.

Llegan los sesentas afianzando su posición en Hollywood al trabajar regularmente en conocidas películas como con "Pendiente de un hilo" (Man on a String, 1960) de André de Toth, "Paga o muere" (Pay or Die, 1960) de Richard Wilson, "El rey de Poggioreale" (Black City, 1961) de Duilio Coletti, "Los guerrilleros" (The Italian Brigands, 1961) de Mario Camerini, "Desnuda frente al mundo" (Go Naked in the World, 1961) de Ranald MacDougall con Gina Lollobrigida, "El Juicio Universal" (The Last Judgement, 1961) de Vittorio De Sica, "Barrabás" (1962) de Richard Fleischer.

"El vuelo del Fénix" (The Flight of the Phoenix, 1965) de Robert Aldrich, "Hollywood al desnudo" (The Flight of the Phoenix, 1966) de Russell Rouse, "Doce del patíbulo" (The Dirty Dozen, 1967) de Robert Aldrich, "Chuka" (1967) de Gordon Douglas, "La leyenda de Lylah Clare" (The Legend of Lylah Clare, 1968) de Robert Aldrich,  "Estación polar zebra" (Ice Station Zebra, 1968) de John Sturges, "El reparto" (The Split, 1968), de Gordon Flemyng, "Grupo salvaje" (Wild Bunch, 1969) un western clave en la filmografía de Sam Peckinpah, "Los desesperados" (A Bullet for Sandoval, 1969) de Julio Buchs.

"Los libertinos" (The Adventurers, 1970) de Lewis Gilbert, "Esta noche vamos de guerra" (Suppose They Gave a War and Nobody Came?, 1970) de Hy Averback, "Los largos días de la violencia" (Ripped Off, 1971) de Franco Prosperi, "La revolución de la ratas" (Willard, 1971) de Daniel Mann, "Una pícara ladrona" (Bunny O'Hare, 1971) de Gerd Oswald, "Ana Coulder" (Hannie Caulder, 1971) de Burt Kennedy, "Los vengadores" (The Revengers, 1972) de Daniel Mann, "La aventura del Poseidón" (The Poseidon Adventure, 1972) de Ronald Neame, "El emperador del norte" (Emperor of the North Pole, 1973) de Robert Aldrich con Lee Marvin, "Odisea bajo el mar" (The Neptune Factor, 1973) de Daniel Petrie, "Law and Disorder" (1974) de Ivan Passer, "Domingo sangriento" (Vegeance Is Mine, 1974) de John Trent.

"La lluvia del diablo" (The Devil's Rain, 1975) de Robert Fuest, "Destino fatal" (Hustle, 1975) de Robert Aldrich, "Disparo" (Shoot, 1976) de Harvey Hart, "Yo, el mejor" (The greatest, 1977) de Tom Gries, "El bosque en llamas" (Fire!, 1977) de Earl Bellamy, "Jesús de Nazaret" (Jesus of Nazareth) (1977) de Franco Zeffirelli, "El príncipe y el mendigo" (Crossed Swords) (1978) de Richard Fleischer, "Convoy" (1978) de Sam Peckinpah, "El planeta de los buitres" (Ravagers, 1979) de Richard Compton, "The Double McGuffin" (1979) de Joe Camp, "Sin novedad en el frente" (All Quiet on the Western Front, 1979) de Delbert Mann, "El abismo negro" (The Black Hole, 1979) de Gary Nelson.    

"El superpoderoso" (Super Fuzz, 1980) de Sergio Corbucci, "Alto riesgo" (High Risk, 1981) de Stewart Raffill, "1997, Rescate en Nueva York" (Escape from New York, 1981) de John Carpenter, "Bendición mortal" (Deadly Blessing, 1981) de Wes Craven, "Jóvenes guerreros" (Young Warriors, 1983) de Lawrence D. Foldes, "Comando patos salvajes" (Code Name: Wild Gees, 1984) de Antonio Margheriti, "Cacería del hombre" (The Manhunt, 1985) de Fabrizio De Angelis, "El desembarco de los mercenarios" (Skeleton Coast, 1987) de John Cardos, "El oponente" (The Opponent, 1987) de Sergio Martino, "The Big Turnaround" (1988) de Joe Cranston, "Asesinato en la autopista" (Moving Target, 1988) de Marius Mattei, "Any Man's Death" (1988) de Tom Clegg, "Spike of Bensonhurst" (1988) de Paul Morrissey, "Real Men Don't Eat Gummi Bears" (1989) de Walter Bannert.

"The Last Match" (1990) de Fabrizio De Angelis, "Tides of War" (1990) de Neil Rossati, "Laser Mission" (1990) de Beau Davis, "The Outlaws: Legend of O.B. Taggart" (1994) de Rupert Hitzig, "Captiva Island" (1995) de John Biffar, "Merlin's Shop of Mystical Wonders" (1996) de Kenneth J. Berton, "La patrulla de Mchale" (McHale's Navy) (1997) de Bryan Spicer, "Gattaca" (1997) de Andrew Niccol, "12 dólares" (12 Bucks) (1998) de Wayne Isham, "BASEketball" (1998) de David Zucker, "La leyenda de Mel" (Mel) (1998) de Joey Travolta, "El último paseo triunfal" (The Last Great Ride) (1999) de Ralph Portillo, "Abilene" (1999) de Joe Camp, "The Lost Treasure of Sawtooth Island" (1999).

"The Kiss of Debt" (2000), "Castlerock" (2000), "Hoover" (2000), "Whiplash" (2002), "Rail Kings" (2002), "Barn Red" (2003), "The Long Ride Home" (2003), "Blueberry: la experiencia secreta (Blueberry, 2004) de Jan Kounen, "3 Below" (2005), "Rail Kings" (2005), "Chinaman's Chance" (2006), "La cura del gorilla" (2006), "Frozen Stupid" (2006), "Strange Wilderness" (2008), "Another Harvest Moon" (2008).

Por su contribución en el mundo del cine, Ernest Borgnine recibió una estrella en el Paseo de la fama de Hollywood situada en el 6324 de Hollywood Boulevard. En 1996, Borgnine viajó por todos los Estados Unidos para encontrarse con sus fans. El viaje fue grabado y editado bajo el nombre de "Ernest Borgnine on the Bus".

Cuando no está trabajando en alguna película, Borgnine se mantiene sumamente activo realizando obras de caridad u organizando actos de beneficencia alrededor de todo Estados Unidos. Desde 1999, Borgnine ha dado su voz a la serie de dibujos animados "Bob Esponja" e incluso, ha aparecido en un episodio de "Los Simpson" haciendo de sí mismo.

En 2004, Borgnine recibió el rango honorario de Sargento 1º (Chief Petty Officer) de manos del Suboficial Mayor de la Armada (Master Chief Petty Officer of the Navy) Terry D. Scott.

Casado con Rhoda Kemins (1948-1958), Katy Jurado (1959-1963), Ethel Merman (1964-1964), Donna Rancourt (1965-1972) y Tova Traesnaes (1973-??)