وی در خانواده‌ای که به شعر و ادبیات علاقه داشتند، بزرگ شد. پدر بزرگ مادری وی، شاعری خوش قریحه بود که در شعر رعنا تخلص می‌کرد.
مهرداد استعداد فراوانی برای شعرگویی داشت به گونه‌ای که از کلاس پنجم ابتدایی با تشویق معلمان خود به سرودن شعر پرداخت.
شعرهای دوران نوجوانی وی کمتر به انتشار رسیدند. علت آن، تمایل وی به قصیده‌سرایی بود که سنگین‌تر از نوع اشعار متداول آن روزگار بود.
در سال ۱۳۲۰ و هنگامی که مهرداد نوجوانی دوازده ساله بود به همراه خانواده‌اش به تهران آمد و دوره دبیرستان را در یکی از دبیرستان‌های شبانه به پایان رساند.
وی تحصیلات دانشگاهی خود را از سال ۱۳۲۷ با ورود به دانشکده معقول و منقول (الهیات) دانشگاه تهران آغار کرد و ابتدا لیسانس معقول و منقول گرفت و سپس با ادامه دادن تحصیل، با مدرک فوق لیسانس در رشته فلسفه از این دانشگاه فارغ التحصیل شد.
مهرداد اوستا هم‌زمان با تحصیل در دانشگاه، به استخدام وزارت آموزش و پرورش درآمد و به عنوان دبیر در چندین دبیرستان تهران به تدریس پرداخت.
وی در سال‌های ۱۳۳۳ و ۱۳۴۵ دو بار ازدواج کرد که حاصل آن یک پسر و سه دختر بود.
مهرداد اوستا شعرهایی در مخالفت با رژیم پهلوی سرود و مدتی به عنوان زندانی سیاسی در زندان بود.
ژان پل سارتر از وی به عنوان یکی از متفکران برجسته مشرق زمین نام برده‌است. اوستا علاوه بر شاعری، در زمینه فلسفه، موسیقی و ادبیات فارسی نیز فعالیت داشت.
در سال ۱۳۲۷ وی به عنوان مسئول ساماندهی کتابخانه‌ها و مقالات و کتاب‌های ادبی در وزارت فرهنگ (آموزش و پرورش) مشغول به کار شد.
از سال ۱۳۳۳ و هنگامی که تنها ۲۵ سال سن داشت به عنوان جوانترین استاد به تدریس در دانشگاه (تهران) در رشته‌های گوناگون علوم انسانی پرداخت.
رشته‌های تدریس شده توسط وی شامل فلسفه، زبان فارسی، ادبیات فارسی، فلسفه تاریخ، تاریخ هنر، تاریخ اجتماعی هنر، زیبایی‌شناسی، روش تحقیق در زیبای شناسی و تاریخ موسیقی می‌شد.
نبوغ و پشتکار اوستا باعث شد تا در سال ۱۳۳۶ به عضویت شورای بررسی رساله‌های دکترای دانشجویان دوره دکتری ادبیات فارسی درآید.
در سال ۱۳۳۲ نخستین اثر وی که تصحیح دیوان سلمان ساوجی بود، به‌وسیلهٔ انتشارات زوار به چاپ رسید.
وی در سال ۱۳۷۰، در حالی که مشغول تصحیح شعری در شورای شعر وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی در تالار وحدت بود دچار عارضه قلبی شد و درگذشت و در قطعه هنرمندان بهشت زهرای تهران به خاک سپرده شد.
استاد اوستا بیش از 40 اثر تحقیقی و یا تألیفی در زمینه ادبیات و هنر از خود به یادگار گذاشته که بیش از 20 اثر آن در زمان حیات ایشان و بقیه بعداً منتشر شده است.
آثار مهرداد اوستا:
- تصحیح دیوان سلمان ساوجی
- عقل و اشراق
- از کاروان رفته
- پالیزبان
- حماسهٔ آرش
- از امروز تا هرگز
- اشک و سرنوشت
- روش تحقیق در دستور زبان فارسی و شیوهٔ نگارش
- شراب خانگی ترس محتسب خورده
- تیرانا
- امام، حماسه‌ای دیگر