Родился ок. 1125/1126. Старший сын великого князя Киевского Изяслава Мстиславича и Агнессы фон Штауфен, дочери Конрада III Германского.

В 1146 Мстислав помогал отцу отнять Киев у Игоря Ольговича Северского. Впоследствии он участвовал в борьбе отца с галицкими князьями Владимиром и Ярославом, а также в борьбе за киевский великокняжеский стол с Юрием Долгоруким.

В 1150 отец посадил его в Дорогобуже, а в 1151-1152 перевёл его в Переяславль Южный. Здесь Мстислав оборонял край от половцев.

В 1151 он привёл на помощь отцу многочисленное венгерское войско, но под Теребовлем потерпел страшное поражение от Ярослава Осмомысла Галицкого, союзника Юрия Долгорукого.

В 1153 Мстислав дважды победил половцев, на берегах рек Орели и Псёла.

В 1154, после смерти отца, киевским великим князем стал его дядя Ростислав Мстиславич Смоленский в качестве соправителя Вячеслава Владимировича (брата Юрия Долгорукого).

Его борьба с Юрием Долгоруким и его черниговскими союзниками приняла такой оборот, что Мстиславу пришлось бросить Переяславль и укрыться на Волыни в Луцке.

В 1155, осажденный Юрием в Луцке, Мстислав удалился в Польшу, но в следующем году появился с новыми войсками в Волынской земле, выгнал оттуда своего дядю Владимира Мстиславича Дорогобужского а в 1156 отнял у него Владимир-Волынский.

Этот захват вызвал волынский поход Юрия Долгорукого. Мстислав вступил в союз с Изяславом Давыдовичем Черниговским и пошёл вытеснять из Киева самого Юрия, но в 1157 Юрий Долгорукий скончался и Изяслав Давыдович занял киевский стол.

В конце 1158 Мстислав вместе с братьями, дядей Ростиславом Мстиславичем и Ярославом Осмомыслом сумел изгнать Изяслава из Киева, однако уступил престол старшему в роду Мстиславичей, своему дяде Ростиславу. За это Мстислав получил от него в Киевской земле Белгород, Треполье и Торческ, обязавшись за это защищать юг Руси от набегов половцев. Когда в 1162 против Ростислава составилась коалиция черниговских князей, его снова выручила помощь Мстислава.

В 1167 Ростислав умер. Его наследником считался Мстислав. Киевляне звали его к себе. Но хотя он, как и его отец и дед, был старшим сыном в роду Мономаха, согласно удельно-лествичной системе он имел меньше прав на Киев, чем Изяслав Давыдович, приходившийся ему четвероюродным дедом, и чем Андрей Боголюбский, его троюродный дядя.

Против него пытались объединиться Ярослав Осмомысл и мелкие удельные князья — Владимир Мстиславич и Владимир Андреевич Дорогобужский, однако Мстислав быстро справился с ними. Владимир Мстиславич организовал против Мстислава заговор, привлёк на свою сторону чёрных клобуков, но был разбит Мстиславом под Вышгородом.

Среди князей у Мстислава соперников не было, но уступая ему Киев, они требовали себе значительных земельных приращений. Ловкими дипломатическими шагами и смелыми военными манёвраим Мстислав поставил их перед свершившимся фактом и заставил довольствоваться немногим. Правда ему пришлось согласиться с присутствием в Киевской земле владений могущественного клана Ростиславичей: Рюрик Ростиславич удержал Овруч (Вручий), а Мстислав Ростиславич — Вышгород.

Весной 1168 Мстислав предпринял большой поход против половцев и нанёс им тяжёлое поражение на берегу реки Орели, освободив многих русских пленных. Эта победа прославила Мстислава и привела к тому, что новгородцы в том же году изгнали князя Святослава Ростиславича и попросили у Мстислава на княжение его сына — Романа.

В том же году Мстислав разбил под Вышгородом Владимира Дорогобужского, бежавшего к Андрею Боголюбскому.

Соединив в своих руках силы Киевщины, Волыни и Новгорода Мстислав стал самым сильным из русских князей. Завладев обоими концами Днепровского торгового пути и головным Волжского, взяв под контроль пути на запад через Волынь, он подчинил себе всю русскую торговую жизнь.

Однако такое резкое усиление обеспокоило северских и суздальских князей (свою роль сыграло и то, что они традиционно были в союзе с половцами, тогда как киевляне опирались на черных клобуков и берендеев). Его положение стало урожающим для других князей.

В 1169 Андрей Боголюбский собрал против Мстислава грандиозное войско во главе со своим сыном Мстиславом, к которому присоединилось 11 князей Киевской Руси. Несмотря на то, что поход не поддержал князь Святослав Всеволодич Черниговский и Ярослав Осмомысл Галицкий, Мстислав не смог удержать Киев и в марте 1169 удалился на Волынь, оставив семью в руках неприятелей. Город был разграблен, жители частью были убиты, многие были уведены в полон.

Став великим князем Андрей Боголюбский поставил князем в Киеве, потерявшем своё политическое значение, своего младшего брата Глеба Юрьевича.

Киевляне не желали примириться с новым порядком. Зная об их настроениях, Мстислав в марте 1170 с луцкими, галицкими, туровскими и городенскими полками вошёл в Киевскую землю, занял Поросье и вступил в Киев, жители которого без боя открыли ворота любимому князю. Глеб Юрьевич бежал к половцам и привёл от них войско. Тем временем союзники, начиная с галичан, покинули Мстислава, и в апреле 1170 он снова был вынужден оставить Киев и уехать на Волынь, где и умер от болезни 19.08.1170.

От брака с Агнешкой, дочерью Болеслава Кривоустого у Мстислава было 4 сына: Роман (ок.1150-1205), Всеволод (ум.1196), князь Белзский, Владимир (ум.1173), князь Берестейский и внебрачный сын Святослав (ум. ок.1173), князь Владимиро-Волынский.

Мстислав Изяславич был последним независимым киевским князем. Среди киевлян он пользовался большой любовью. Особенно ему ставили в заслугу борьбу со степняками и охрану русской торговли в южных районах.