Tahun awal
Mario Capecchi dilahirkan di Verona, Italia pada 1937 dari Luciano Capecchi, seorang penerbang Italia yang kemudian dilaporkan hilang dalam tugas selagi mengoperasikan senapan anti-pesawat di Libya, dan Lucy Ramberg, dilahirkan di Amerika dari seorang pelukis Impresionis Lucy Dodd Ramberg dan arkeologis Jerman Walter Ramberg.
Pada Perang Dunia II, ibu Mario Capecchi dikirim ke kamp konsentrasi Dachau sebagai hukuman karena merupakan anggota dari kelompok anti Fasis, meninggalkan anaknya yang baru berumur 4 tahun ke asuhan keluarga petani Italia. Meskipun ibunya telah menjual harta-benda dan diberikan kepada keluarga petani tersebut untuk mengasuh anaknya tetapi uang tersebut habis dalam setahun dan keluarga tersebut tak mampu lagi merawat Capecchi. Capecchi bertahan hidup di jalanan di utara Italia selama empat tahun ke depan.
Pada 1945, ibunya dibebaskan dari kamp oleh pasukan AS yang kemudian mencari anaknya dan menemukannya setahun kemudian dalam keadaan sekarat karena kekurangan gizi di sebuah rumah sakit.
Ibu dan anak tersebut kemudian pindah ke Pennsylvania, Amerika Serikat. Di sana mereka tinggal di tempat paman Cappechi dari pihak ibu, Edward Ramberg, seorang fisikawan di RCA.
Capecchi menerima gelar B.S.nya dalam bidang kimia dan fisika pada 1961 dari Antioch College di Ohio. Dia menerima gelar Ph.D.nya dalam bidang biofisika pada 1967 dari Universitas Harvard dengan tesis doktor di bawah bimbingan James D. Watson. Capecchi pernah menjadi anggota Junior Fellow of the Society of Fellows di Universitas Harvard dari 1967 sampai 1969. Pada 1969 dia menjadi Asisten Profesor di Departemen Biokimia Sekolah Medis Harvard. Dia dipromosi menjadi Profesor Associate pada 1971. Pada 1973 dia bergabung ke Universitas Utah. Sejak 1988 Capecchi juga pernah menjadi seorang investigator di Howard Hughes Medical Institute. Dia adalah seorang anggota National Academy of Sciences.
