Molnár Miklós néven született Szekszárdon, 1921. január 19-én. Tanulmányait 1938 és 1942 között a fővárosi Pázmány Péter Tudományegyetem Jogi és Államtudományi Karán folytatta, ahol jogászdoktori oklevelet szerzett. 1943-ban frontkatonai szolgálatra vitték, ahol fogságba esett, és szerbiai raboskodásából csak 1945-ben tért vissza. Akkor fizikai munkásként kezdett dolgozni, volt terménybegyűjtő és malomellenőr is.
Vadvizek címet viselő első novelláskötete 1948-ban jelent meg, akkor változtatta meg nevét Mészölyre. 1951-52 között a Bábszínház dramaturgjaként tevékenykedett, s 1956-tól vált szabadfoglalkozású íróvá. Szintén abban az évben jelent meg A Magasiskola című könyve, mit egy évvel később követett az elbeszéléseket, meséket tartalmazó Sötét jelek. Az 1966-os Az atléta halála francia nyelven jelent meg először, majd a magyar kiadással egy időben német nyelven is.
Nemcsak írói teljesítményével, hanem morális tartásával is kitűnt alkotótársai közül. Nem alkudott meg a hatalommal sem '56 előtt, sem utána. Egy időben ezért feketelistás szerző is lett, ezért Az atléta halála című regénye előbb jelent meg franciául, mint magyarul. A kádári rendszer sem értékelte nagyra művészetét, csak a nyolcvanas évek második felében kezdték elismerni: (Déry Tibor-díj, 1986; Év Könyve Díj 88, 89, 91), Kossuth-díjjal pedig csak a rendszerváltás után, 1990-ben tüntették ki.
Életművének nagy részét elbeszélések, novellák, kisregények teszik ki, de tollából több esszé, publicisztika-, dráma- és mesekötet is életre kelt. Rövidprózáiban jellemző a határozott és fegyelmezett szerkesztés, a tömörítés, a távolságtartó elbeszélés és kommentálás, és erőteljesen mutatkozik meg a bölcseleti beállítottság is. A rendszerváltás után is élénken kiállt az ember jogaiért, tagja volt a Hadkötelezettséget Ellenzők Ligájának. Liberális elvei miatt az elmúlt évtizedben számos durva támadás érte a jobboldalról. 1990 szeptemberétől a Magyar Írószövetség elnökségi tagjai közé választotta. Egy év múlva pedig a Budapesti Magisztrátus tagja lett. 1991 és 1994 között alapító elnöke volt a Széchenyi Irodalmi és Művészeti Akadémiának. Írói munkájáról így vallott egyszer: "Az volna gyönyörű, ha írás közben szótól szóig, mondattól mondatig - mint a zseblámpafény - világíthatnánk magunknak, és így érhetnénk tetten, ami éppen a tettenérésünktől lesz azzá, ami."
2001. július 22-én halt meg Budapesten, hamvait 2001. augusztus 23-án helyezték örök nyugalomra a Farkasréti temetőben.
Díjak, kitüntetések:
1986 - Déry Tibor-díj
1988 - Magyar Művészetért Díj
1988 - Örley-díj
1988, 1989, 1991 - Az Év Könyve Díj
1990 - Kossuth-díj
1990 - Kortárs-díj
1990 - Fitz József-díj
1992 - Nyitott Társadalom Alapítvány Díja
1992 - a Soros Alapítvány Életműdíja
1995 - a Soros Alapítvány Díja
1996 - a Magyar Köztársasági Érdemrend középkeresztje csillaggal
