Comenzó a estudiar en Le Cordon Bleu en Londres, pero se retiró rápidamente por falta de interés. Luego fue aprendiz del gran chef Marco Pierre White y luego pasó tres años de intenso entrenamiento culinario en el pequeño pueblo de Borgo Capanne en el norte de Italia.

A los 29 años, Batali era el nuevo chef en el Four Seasons Biltmore después de haber trabajado anteriormente como chef para el entonces Four Seasons Clift Hotel San Francisco.  Al principio de su carrera, Batali trabajó con el chef Jeremiah Tower en su restaurante de San Francisco, Stars, este local estuvo abierto desde 1984 hasta 1999 y es considerado uno de los lugares de nacimiento de la institución del famoso chef.

En 1998 abrió Babbo Ristorante e Enoteca en la ciudad de Nueva York con mucha aclamación de la crítica. Ese mismo año, la Fundación James Beard nombró Babbo "El mejor restaurante nuevo de 1998". Ruth Reichl del New York Times también otorgó tres estrellas al nuevo restaurante.

Tal vez el mayor éxito de Mario ha sido su personalidad televisiva. Es difícil no gustarle el estilo tolerante y la autenticidad de Mario. Como anfitrión y estrella de Molto Mario, Mario come Italia, y Ciao America , ha convertido a una generación de gourmets en lo que realmente es la comida italiana. Otro espectáculo, Iron Chef America , destaca las habilidades culinarias de Mario y su estilo entretenido.

Se convirtió en la estrella entusiasta y con estilo de Food Network y en uno de los chefs más reconocidos en Estados Unidos. Con un imperio de restaurantes, varios libros de cocina, una línea de productos alimenticios y apariciones en televisión y en letra impresa, hoy en dia es difícil analizar las tendencias culinarias actuales en Estados Unidos sin citar el nombre de Mario Batali.

A lo largo de su carrera, Mario recibió varios premios, incluido el "Hombre del año" de GQ de 1999 - Categoría de chef, D'Artagnan Cervena Quién es quién de comida y bebida en América 2001 (sala del mundo culinario de fama), y el Best Chef New York 2002 de la Fundación James Beard.

El 11 de diciembre de 2017, el sitio web de noticias de restaurantes Eater informó que cuatro mujeres acusaron a Batali de acoso sexual y conducta sexual inapropiada.

Los productores de The Chew de ABC le pidieron que se hiciera a un lado temporalmente, mientras que sus compañeros anfitriones abordaron públicamente las acusaciones en el aire y fue despedido del programa el 14 de diciembre de 2017 ya que cuatro mujeres más habían presentado denuncias similares. 

En mayo de 2018, se emitieron más acusaciones de conducta sexual inapropiada contra Batali en un episodio televisión, y el Departamento de Policía de Nueva York confirmó que estaba investigando a Batali por su comportamiento anterior, incluido un presunto asalto que tuvo lugar en The Spotted Pig , un restaurante donde Batali era un inversor.

Batali negó una acusación de agresión sexual , pero dijo: "Mi comportamiento anterior ha sido profundamente inapropiado y estoy sinceramente arrepentido por mis acciones".  

En marzo de 2019, Mario Batali renunció a la propiedad de sus participaciones en los restaurantes en los que era accionista