Borgnine 24. ledna 1917 v Hamdenu v Connecticutu. Syn italských imigrantů se usadil v New Havenu v Connecticutu, kde vystudoval střední školu Jamese Hillhouse. V roce 1935 vstoupil Borgnine do amerického námořnictva, kde sloužil na palubě USS Lamberton a v říjnu 1941 byl se ctí propuštěn, ale o tři měsíce později byl znovu povolán po útoku na Pearl Harbor během druhé světové války. Znovu byl propuštěn v září 1945.
Vzal práci v místní továrně, ale nebyl ochoten se s takovou prací spokojit. Později studoval herectví na Randall School of Drama v Hartfordu, pak se přestěhoval do Virginie, kde se stal členem Barter Theatre v Abingdonu. V roce 1947 získal Borgnine svou první divadelní roli ve Státě Unie, což vedlo k dalším inscenacím jako Skleněný zvěřinec, Harvey a paní McThingová. Později přešel k filmové práci, kde se objevil ve filmech Odsud až na věčnost, Johnny Guitar, Marty (Oscar za nejlepší herecký výkon), Poslední příkaz, Nejlepší věci v životě jsou zadarmo, Vikingové, Past na králíky, Zaplať nebo zemři, Barabáš, Útěk Fénixe, Oscar, Tucet špinavců, Divoká banda, Willard, Dobrodružství Poseidonu, Faktor Neptune, Konvoj, Když vypršel čas, Útěk z New Yorku, Smrtící požehnání, Hřebík z Bensonhurstu, Všichni psi jdou do nebe 2, Malí vojáci a Noční klub.
Borgnine zemřel na selhání ledvin 8. července 2012 v Los Angeles a byl zpopelněn. Lavička věnovaná jeho památce byla později instalována na hřbitově Forest Lawn.