彼のプロのキャリアは1983年にピアニストと音楽監督として始まり、Estela Raval、Sergio Denis、Silvina Garréなど、アルゼンチンで最も重要なアーティストたちと協力しました。また、David LebónやPedro Aznarのバンドにも参加し、Sandro、Soledad Pastorutti、スペインのアーティストであるIsabel Pantoja、Rocío Jurado、Julio Iglesiasなど、さまざまな音楽スタイルのアーティストのセッションミュージシャンとしても活動しました。

1993年、マリオはニューヨークに移り、優れたギタリスト、Al Di Meolaとの長期にわたるコラボレーションを開始しました。彼らは一緒に7枚のCDと3枚のDVDをリリースし、マリオはピアニスト、編曲家、作曲家、製作アソシエイトとしての才能を発揮しました。また、Steve Gadd、Peter Erskine、Chick Corea、Herbie Hancock、John Patitucci、Marc Johnson、Manú Katché、Pino Palladino、Toronto Symphonyなど、世界のジャズスターとのコラボレーションも行いました。

Di Meolaと共演しながら、マリオはウィーンオペラ、モントルージャズフェスティバル、モントリオールジャズフェスティバルなどの名だたる国際的なステージで演奏し、モスクワ交響楽団、アマデウス室内オーケストラ、キエフ交響楽団とのコンサートも行いました。また、彼らはニューヨーク、ミラノ、東京などのBlue Note Jazz Clubで演奏し、これまでに約2,000回のコンサートを行いました。

マリオのタンゴジャズトリオと共に、マリオはクレムリン室内オーケストラとモスクワで3回、ブルガリア交響楽団とブルガリア交響楽団ホールで、プエルトリコ、ベネズエラ、トルコ、ブラジル、チリ、アルゼンチンの主要都市でジャズフェスティバルに出演しました。これには、グラン・レックス劇場やブエノスアイレスの名門テアトロ・コロン（ボストン交響楽団の指揮者であり、バークリー音楽大学の教授であるフランシスコ・ノヤ指揮の上級芸術研究所交響楽団と共演）など、注目すべき会場も含まれます。

2014年のアルバム「Forever Astor」では、新しいタンゴの偉大なマスターであるアストル・ピアソラに捧げられ、マリオはAbraham Laboriel、Paul Wertico、Bob Franceschini、Mike Popeなど、アメリカの著名なジャズミュージシャンと協力しました。また、アルゼンチンのミュージシャンであるLucas CanelとDamián Vernisとも共同作業を行いました。

2016年、マリオ・パルミサーノはブエノスアイレス市議会によって「文化の傑出した人物」として称えられました。

2019年、マリオはスペインのマドリッドに移住し、アル・ディ・メオラとの新しいヨーロッパツアーを計画していましたが、残念ながらパンデミックのためにキャンセルされました。しかし、彼は2020年に「Your Inner Power」という新しいアルバムをリリースし、Warner Chappell Musicから発表された10曲のオリジナル作品を収録しました。マリオはまた、マドリッド、ジュネーブ、チューリッヒの名だたるジャズクラブで演奏する機会も得ました。

2021年には、マエストロ・アストル・ピアソラの100周年を祝して、マリオは「Piazzolla Centenario」というソロピアノアルバムをリリースしました。このアルバムは、スペインのDiario Folk誌によって年間ベストアルバムに選ばれました。

2021年5月、マリオはギタリストのロマン・ミロシニチェンコによって、ロシアのカルーガで開催されたギターワールドフェスティバルに、モスクワ交響楽団と共にピアソラへのトリビュートとして特別ゲストとして招待されました。

2022年には、マリオはマドリッドとパナマシティでのソロピアノコンサートを開催し、特別ゲストとしてアル・ディ・メオラとのスペインツアーに参加しました。

2023年には、マリオは特別ゲストとしてアル・ディ・メオラとの南米ツアーに参加し、またスペインでのソロピアノコンサートを行う予定です。