Норман Мейлер вырос в Бруклине, в еврейской семье, принадлежавшей к среднему классу. В 1943 г. окончил Гарвардский университет. В годы Второй мировой войны служил на Филиппинах, на Тихоокеанском театре военных действий. Его первый роман "Нагие и мертвые" (1948), воссоздающий события, очевидцем которых он был, и содержащий протест против войны и критику американского общества, принёс ему известность. Один из персонажей романа - еврей, подвергающийся нападкам однополчан-антисемитов.

Нонконформизм Мейлера отразился в двух следующих романах - "Варварский берег" (1951) и "Олений парк" (1955), герои которых не считаются с социальными и этическими ограничениями человеческого общества, ставя превыше всего верность своей индивидуальности. Этим произведениям свойственно прерывание последовательного изложения внутренними монологами. В сборниках рассказов, статей и эссе "Рекламирую себя" (1959), "Каннибалы и христиане" (1966), а также в романах "Американская мечта" (1965), "Зачем мы во Вьетнаме" (1967) Мейлер явился одним из создателей так называемого "нового журнализма" - творческого метода, в соответствии с которым реальные события преобразуются силой воображения.

Мастерское соединение различных жанров - репортаж, размышления на политические темы, личная исповедь - достигшее художественного совершенства в романе о борьбе против войны во Вьетнаме "Армии ночи" (1968, удостоен Национальной премии по литературе и Пулитцеровской премии) и в сборнике "Майами и осада Чикаго" (1968), упрочило репутацию Мейлера как блестящего стилиста.

Его книги "Узник секса" (1971), "Мэрилин: биография" (1973), "Песнь палача" (1980, удостоена Пулитцеровской премии), "Старинные вечера" (1983) представляют собой желчную сатиру на американское общество и проникнуты духом протеста против современной цивилизации. Мейлер был одним из основателей леворадикальной газеты "Виллидж Войс" (1954). В 1967 г. был арестован за участие в антивоенном митинге. В 1969-м неудачно баллотировался на пост мэра Нью-Йорка.

В 1968 г. Мейлер поставил фильмы "Дикость-90" и "Вне закона", в 1970-м снял сатирическую ленту о президентских выборах "Мэйдстоун", где исполнил одну из главных ролей. В 1987 г. Мейлер выступил как режиссёр и сценарист фильма "Крутые парни не танцуют", поставленного им по собственному одноименному роману. Кроме того, он снимался у Милоша Формана ("Рэгтайм", 1981),  Жана-Люка Годара ("Король Лир", 1987) и др.

Ряд произведений Мейлера посвящён литературной критике. Нонконформистские взгляды писателя нашли адекватное выражение в обширном предисловии к антологии произведений Генри Миллера (1891-1980) "Гений и страсть" (1974). В 1984-86 гг. Мейлер был президентом американского ПЕН-клуба. Награждён Медалью почёта Национального художественного клуба (Нью-Йорк).

Имя Норман - от старогерманского слова "нордман", т.е. викинг. Фамилия Мейлер - от немецкого Emaillierer - "эмалировщик".