Mario Roberto Álvarez nació en Buenos Aires el 14 de noviembre de 1913, hijo de Jerónimo Álvarez, un español castellano oriundo de Soria y de Juana María Elisamburu, de familia vasco francesa. Desde una edad temprana mostró un interés innato por la creación y el diseño, jugando con volúmenes, construyendo maquetas con diversos materiales y trabajando con herramientas. 

En 1932 se graduó con honores como Bachiller del Colegio Nacional Buenos Aires, recibiendo la medalla de oro y el premio Rector Uballes, por su destacado promedio general. 

Estudió Arquitectura en la Universidad de Buenos Aires y egresó en 1936, también con medalla de oro. Tras la quiebra de la empresa de su padre, se vio obligado a buscar un empleo para financiar sus estudios. Trabajó como escribiente en el Colegio Nacional Buenos Aires por las mañanas y se convirtió en el único estudiante de su facultad, entre 140 alumnos, que logró equilibrar trabajo y estudio. 

Álvarez se nutrió de revistas arquitectónicas extranjeras para estar al tanto de las nuevas corrientes internacionales, y descubrió que la facultad, con profesores formados en la École des Beaux-Arts, no ofrecía una visión completa de la arquitectura contemporánea. Esto lo motivó a gestionar con el Centro de estudiantes la invitación al país de Auguste Perret, quien llegaría a la Argentina por primera vez, con el apoyo del Instituto de la Universidad de París en Buenos Aires. Perret, arquitecto francés de origen belga, fue innovador y pionero en el empleo constructivo y estructural del hormigón armado en un edificio residencial en Rue Franklin, Paris; y sentó las bases de su estilo arquitectónico distintivo en la utilización de hormigón armado de manera integral, tanto en la estructura como en los detalles y decoraciones de la fachada.

En su visita, Perret dictó siete conferencias  de las que Álvarez extrajo valiosas lecciones. Entre ellas,  la importancia de crear una arquitectura funcional y duradera,  que se presente con una sencillez y naturalidad que la haga parecer atemporal. 

Los principios arquitectónicos de Álvarez comenzaron a formarse en estos años universitarios, donde se inclinó hacia la práctica directa de la profesión más que hacia la elaboración teórica. La influencia del arquitecto francés y de los racionalistas italianos, como el Gruppo Toscano, es notable en su enfoque. La Estación de Santa María de Novella de Florencia, diseñada por este grupo, es un ejemplo emblemático de arquitectura racionalista que combina funcionalidad y armonía con su entorno histórico. Álvarez creía en una arquitectura constructiva, en la que la estructura manda ese esqueleto de obra que consigue de entrada y forma parte de las buenas obras. Se consideraba así mismo como un funcionalista que luchó por la simpleza y la sobriedad. Es, sin dudas, uno de los referentes de la arquitectura moderna. 

En 1937 dio inicio a su carrera con dos proyectos destacados: el Sanatorio de la Corporación Médica en San Martín, Provincia de Buenos Aires (junto con el ingeniero Roberto Milagro, su compañero de estudio) y el Restaurante Roncatti, en Pergamino. El Sanatorio fue destacado en la revista italiana Casabella por su “espíritu de renovación racional”, que refleja su visión innovadora en la arquitectura.

En 1938 recibió el Premio Ader, una beca de la Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales de la UBA en reconocimiento a los promedios más altos de sus egresados, lo que le brindó la oportunidad de viajar por Europa. En su recorrido por el viejo continente, pasó por 115 ciudades en países clave como Holanda, Alemania, Francia, Inglaterra, Bélgica e Italia, absorbiendo las influencias y tendencias de la época y enfocándose en las problemáticas de las viviendas económicas y los hospitales. Tuvo la valiosa oportunidad de entrevistarse con algunos de los arquitectos más influyentes del Movimiento Moderno. El viaje duró hasta marzo de 1939. 

A su regreso, la carrera del arquitecto se enfocó en el sector público, lo que incluyó su paso por el Ministerio de Obras Públicas de la Nación (1937-1942). También estuvo a cargo de la Dirección de Arquitectura de la Municipalidad de Avellaneda (1942-1947) y fue Director de Plazas y Paseos en la misma sede durante 1942. Trabajó en la realización del Centro Sanitario de Jujuy.

Además de su trabajo en el sector público, ocupó varios cargos destacados en la comunidad arquitectónica y deportiva. Fue Presidente de la Comisión de Temas del Congreso Panamericano de Arquitectos en La Habana, Cuba, y vicepresidente de la Sociedad de Arquitectos entre 1953 y 1955. También lideró la delegación argentina al Congreso de Arquitectos en Londres en 1961 y asesoró ad honorem a la Secretaria de Obras Públicas de la Municipalidad de Buenos Aires y al Intendente Municipal entre 1958 y 1962. En 1972, se desempeñó como Secretario de la Comisión de Estadios y Subsedes de la AFA para el Campeonato Mundial de Fútbol en 1978.

En 1947, Álvarez se unió a otros arquitectos, sentando las bases del Estudio Mario Roberto Álvarez y Asociados. Durante esta etapa, el Estudio recibió encargos diversos, incluyendo centros de salud ubicados en distintos puntos del país; así como viviendas particulares (Casa Podestá, Casa Puentes, Casa Dáibrollo), edificios de viviendas (Edificio Posadas, Edificio Humberto I) y otros de oficinas (banco de Avellaneda). 

Su legado arquitectónico es extenso y diverso. Su gran oportunidad llegó al ganar la licitación, junto a Macedonio Ruiz como arquitecto asociado, para construir el Teatro General San Martín que se inauguró el 25 de Mayo de 1960. 

Otros de sus trabajos son: el Centro Cultural Ciudad de Buenos Aires (1960); el edificio de oficinas en Carlos Pellegrini 313 (1965); la ampliación del Teatro Nacional Cervantes (1969); el Edificio Panedille en la Av. Del Libertador (1969); el Sanatorio Güemes (1986); el Club Alemán en la calle Corrientes (1972); la Galería Jardín, y torres de viviendas y oficinas en la calle Florida 580 (1977); la remodelación del Teatro Colón; el edificio de oficinas para la Bolsa de Comercio de Buenos Aires, en la Av. Leandro Alem (1977); el Edificio SOMISA, en Av. Belgrano esq. Av. Roca (1977) que fue el primer edificio de acero realizado en Latinoamérica y el primero en el mundo que se construyó soldando cada una de sus piezas de metal. El edificio para IBM en Retiro (1983); y el edificio de oficinas de American Express, en Maipú esq. Arenales (1988), la Universidad de Belgrano (1993), el Hotel Costa Galana de Mar del Plata (1996), el edificio de Le Parc en Palermo (1996), el Hotel Hilton de Puerto Madero (2000) y la Casa Central del Banco Galicia (2007), entre otros.

Su destacada trayectoria en la arquitectura fue reconocida con dos Premios Konex (1992 y 2012); además, fue nombrado miembro de número de la Academia Nacional de Bellas Artes.

Mario Roberto Álvarez falleció el 5 de noviembre de 2011 a los 97 años en la Ciudad de Buenos Aires.