ריילנס נולד באשפורד שבמחוז קנט. הוא בנם של אן (שם נעורים: סקינר) ודייוויד ווטרס, שניהם מורים לאנגלית. סבתו הייתה אירית.[1] אחותו סוזאנה (אנ') היא זמרת אופרה וסופרת, ואחיו ג'ונתן עובד כאוצר יין במסעדה של אליס ווטרס בברקלי שבקליפורניה.[2] ב-1962 עברו הוריו לקונטיקט וב-1969 עברו לוויסקונסין שם לימד אביו ב-"University School of Milwaukee", שבו למד גם ריילנס. הוא כיכב ברוב המחזות שהועלו בבית הספר בבימויו של דייל גוצמן, בהם תפקיד ראשי בהפקה של "המלט" בשנת 1976.[3] בהפקה של בית הספר של המחזה "רומיאו ויוליה" שיחק בתפקיד רומיאו.
ריילנס בחר בשם הבמה "מארק ריילנס" מכיוון שבאיגוד השחקנים (Equity) היה רשום מישהו אחר בשם המקורי שרצה "מארק ווטרס". בשנים 1978 עד 1980 למד באקדמיה המלכותית לאמנות הדרמה אצל יו קרוטוול (אנ'). הוא למד עם ברברה ברידגמונט בבית הספר למשחק כריסאליס בבלהם שבלונדון. ב-1980 התחיל לעבוד בתיאטרון סיטינז שבגלאזגו. בשנים 1982 ו-1983 הופיע עם הלהקה השייקספירית המלכותית בסטרטפורד אפון אייבון ובלונדון.
ב-1988 שיחק ריילנס בתפקיד המלט יחד עם הלהקה השייקספירית המלכותית בהפקה של רון דניאלס במשך שנה בסיור הופעות באירלנד ובבריטניה, ואחר כך בסטרטפורד אפון אייבון. המחזה הוצג בסיור הופעות בארצות הברית במשך שנתיים. ב-1990 הקימו ריילנס וקלייר ואן קמפן (אנ') (אשתו לעתיד) להקת תיאטרון משלהם בשם "Phoebus' Cart". לאחר שנה העלתה הלהקה את המחזה "הסערה".
ב-1991 שיחק ריילנס בתפקיד הראשי בסרטו של ג'יליס מק'קינון "The Grass Arena", וזכה בפרס השבועון "רדיו טיימס" כשחקן החדש הטוב ביותר. ב-1993 כיכב בהפקה של המחזה "מהומה רבה על לא דבר" בבימויו של מת'יו וורקוס שהועלה ב"תיאטרון המלכה" בהפקת תלמה הולט. על תפקידו כבנדיק זכה ריילנס בפרס אוליבייה לשחקן הטוב ביותר. הוא שיחק בתפקיד הראשי כדייוויד קלי (אנ') המומחה לכלי נשק בסרטו של פיטר קוסמינסקי "The Government Inspector", בהפקה של ערוץ 4 עליו זכה בפרס באפט"א לטלוויזיה לשחקן הטוב ביותר בשנת 2005.
ב-2007 שיחק בלונדון במחזה "בואינג-בואינג". ב-2008 שיחק באותו תפקיד בברודוויי וזכה על הופעתו בפרס "Drama Desk" ובפרס טוני. ב-2009 זכה ריילנס בפרס חוג מבקרי התיאטרון לשחקן הטוב ביותר על תפקידו כג'וני ביירון במחזה "ג'רוזלם" מאת ג'ז באטרוורת' (אנ') שהוצג בתיאטרון רויאל קורט בלונדון.
ב-2010 כיכב ריילנס בהפקה מחודשת של המחזה "La Bête" מאת דייוויד הירסון. ההצגה הועלתה בתחילה בתיאטרון הקומדיה בלונדון, ואחרי כן הועבר ל"תיאטרון מיוזיק בוקס" בברודוויי. עוד ב-2010 זכה ריילנס בפרס אוליבייה נוסף על תפקידו כג'וני ביירון במחזה "ג'רוזלם" בתיאטרון אפולו בלונדון. ב-2011 זכה בפעם השנייה בפרס טוני על תפקיד זה בהפקה של המחזה בברודוויי.
ב-1995 מונה ריילנס למנהל האמנותי הראשון של תיאטרון הגלוב המשוחזר, וכיהן בתפקיד זה עד 2005. בתקופה זו ריילנס ביים ושיחק בכל העונות של התיאטרון, במחזות של שייקספיר ושל אחרים. בין ההפקות בהן השתתף היו המחזה "הלילה השנים עשר" שהשתתפו בו רק גברים, וריילנס שיחק בתפקיד אוליביה, והמחזה "ריצ'רד השני" בו שיחק בתפקיד הראשי. בהנהלתו בוצעו בגלוב גם מחזות חדשים, שהראשון בהם היה "Augustine's Oak" מאת פיטר אוסוולד (אנ') שהועלה בשנת 1999. המחזה השני שהועלה ב-2002 היה "The Golden Ass or the Curious Man" שוב מאת אוסוולד.
ב-2005 הוצג המחזה השלישי מאת אוסוולד שנכתב עבור הגלוב, המחזה "The Storm" שהוא עיבוד למחזה "Rudens (The Rope)" מאת המחזאי הרומאי פלאוטוס. הופעות בולטות נוספות בתקופתו של ריילנס היו ב-2002 בהפקת "הלילה השנים עשר" במידל טמפל לציון 400 שנה מהצגת הבכורה של המחזה, ובקיץ 2004 הפקת המחזה "מידה כנגד מידה" בהמפטון קורט.
ב-2007 זכה ריילנס בפרס סם ואנאמייקר יחד עם אשתו קלייר ואן קמפן ועם מעצבת התלבושות ג'ני טירמני, על עבודתם במשך עשר השנים הראשונות של הגלוב של שייקספיר. ב-2013 הועלתה בברודוויי הפקה של הגלוב של המחזות "הלילה השנים עשר" בהשתתפות גברים בלבד, עם ריילנס בתפקיד אוליביה, ו"ריצ'רד השלישי" בו ריילנס שיחק בתפקיד ריצ'רד. על הופעתו כאוליביה זכה ריילנס בפעם השלישית בפרס טוני והיה מועמד לפרס על הופעתו ב"ריצ'רד השלישי.
ריילנס החל לצאת עם הבמאית והמחזאית קלייר ואן קמפן בשנת 1987 כשעבד בהפקה של "היהודי הנודד" בהתיאטרון המלכותי הלאומי. השניים התחתנו באוקספורדשייר ב-21 בדצמבר 1989.[8] ריילנס היה אב חורג לבנותיה של ואן קמפן מנישואיה הקודמים, השחקנית ג'ולייט ריילנס והבמאית נטשה ואן קמפן. ביולי 2012 נפטרה נטשה בגיל 28,[9] עקב כך ביטל ריילנס את השתתפותו בטקס הפתיחה של האולימפיאדה ב-2012, והשחקן קנת בראנה החליף אותו.[10]