Acteur italien, Mario Valdemarin est connu en tant que vedette de roman-photo. Mais il mène aussi une carrière non négligeable au cinéma, au théâtre et à la télévision. Sur scène, il joue Goldoni, Ibsen et Shakespeare, et collabore notamment avec Giorgio Strehler et Visconti.
Au cinéma, on le sollicite pour des seconds rôles à partir de 1958. Il est ainsi sous-lieutenant dans La grande guerre (1959) de Mario Monicelli, photographe dans Arrangiatevi (1959) de Mauro Bolognini, ou lieutenant dans Sandokan, le tigre de Bornéo (1963) d’Umberto Lenzi.
Mario Valdemarin devient d’ailleurs un visage familier du cinéma de genre avec les péplums Hercule à la conquête de l’Atlantide (1961) de Vittorio Cottavafi et Légions impériales (1962) de Leopoldo Savona, l’horrifique Les possédées du démon (Josipovici, Molteni, 1966), le western Pour un dollar de gloire (1966) de Fernando Cerchio, ou la comédie Moi, moi, moi et les autres (1966) d’Alessandro Blasetti.
Dans les années 70, on peut le voir dans le drame Stress (1971) de Corrado Prisco, le thriller Caresses à domicile (1972) de Demofilo Fidani, la comédie Commissariat de nuit (1974) de Guido Leoni, ou le film à sketchs Trois dans un lit (Paolella, Tarantini, 1979).
Il ne tourne que deux autres films par la suite, à savoir L’ebreo fascista (1980) de Franco Molè et La fine della notte (1989) de Davide Ferrario. Il se retire des écrans en 2011. Mario Valdemarin est décédé le 12 décembre 2023 à l’âge de 91 ans.