Марк Чао - сын известного актера и бизнесмена - Аллена Чао, который основал компанию "Watson Pharmaceuticals", будучи ещё ребенком покинул Тайвань. Он и его старший брат выросли в Канаде. Там же Марк закончил университет. Отец хотел, чтобы его сыновья унаследовали семейный бизнес, но Марк всегда мечтал быть известным актером. Отцу пришлось смириться с решением своего сына.
Вернувшись в Тайбэй, Марк Чао начинает свою карьеру с работы моделью. От рекламных агентств не было отбоя, предложения подписать контракт обрушились на Марка неожиданно быстро. Заключив несколько сделок, Марк становится любимчиком женской публики Тайваня.
Дебютировал в телевизионной драме "Чёрный и белый" в 2009 году. Его роль опрометчивого, праведного полицейского принесла ему премию за лучшую мужскую роль на 44-й церемонии вручения премии "Золотой колокол" и принесла ему первую популярность.
На большом экране дебютировал в 2010 году с драмою "Монга". Этот гангстерский фильм, снятый Дозе Ниу, стал одним из самых успешных отечественных проектов, а Чао получил награду "Лучший новичок" на церемонии вручения премии "Азиатский фильм" за свою роль одинокого, ненавидящего себя члена банды.
Успешные проекты помогли актеру в освоении китайской киноиндустрии. Мелодрама ""Любовь" (2012) стала самым кассовым тайваньским фильмом на материке. Затем актер снимается в фильме "Впервые" вместе с актрисой Анджела Бейби и повторил свою роль в "Черно-белое».
В том же году он снялся в мелодраматическом триллере "Пойманные в сеть" режиссера Чена Кейджа. Фильм привлек более шести миллионов зрителей и похвалу критиков, а Марк Чао за свою роль получил награду на церемонии награждения Хуабяо.
В 2013 году актер снимается в режиссерском дебюте Чжао Вэя в фильме "Молодые", сыграв амбициозного и занудного студента китайского университета. Затем участвует в съемках фэнтезийного приключенческого фильма "Молодой детектив Ди: Восстание Морского Дракона".
Через год Марк Чао вновь повторил свою роль У Инсюн в "Черно-белом: рассвет правосудия", продолжении "Черный и белый: Начало". За свою работу он получил награду за лучшую мужскую роль на 16-й церемонии награждения.
В 2015 году Чао сыграл в экранизации пьесы "Ху Байи" в фэнтезийном приключенческом триллере "Хрониках призрачного племени", созданной по мотивам бестселлера из серии романов "Призрачные удары". Фильм, снятый Лу Чуанем, был хитом в кассах, но получил неоднозначные отзывы по отношению его к достоверности роману.
В следующем году он снялся в китайско-французском фильме "Врата воинов", снятом Матиасом Хоеном на английском языке.
После восьмилетнего перерыва Марк Чао вернулся на телевидение в фантастической романтической драме "Три жизни, три мира: Десять миль персиковых цветков" в 2017 году вместе с актрисой Ян Мин. Хотя роль изначально была встречена критикой, в итоге актер получил похвалу за свою игру. После выхода сериала Марк стал мегапопулярным и знаменитым, что привело к увеличению количества предложенных ролей.
В 2018 году Чао снялся в романтическом фильме "До конца света", который был снят в Антарктиде. Затем повторил свою роль в "Детективе Ди: Четыре небесных короля". В том же году Чао снялся в историческом драматическом фильме Лу Йе «Субботняя беллетристика».
В 2017 году актер выпустил аудиокнигу – 12 стихотворений (Байрон-Йейтс-Дикинсон), прочитанных самим Чао; CD-диск + письмо от актера, в котором он рассказывается о собственно видение записанных произведений. Чао читает поэзию на двух языках - английском и китайском - под фоновую музыку, написанную специально для аудиокниги.