Родился 13 июля 1972 года в пригороде Рио-де-Жанейро в многодетной семье Марио Луиса Бенисио — одного из руководителей Банка Бразилии. У него четыре брата. Уже в восемь лет знал, что хочет быть актёром. О желании стать актёром Мурило заявил родителям в 8 лет, насмотревшись фильмов с Чарли Чаплиным. Семья у него была более чем благополучная: отец руководил банком, мать преподавала, никаких лицедеев в роду никогда не наблюдалось. Недостатка в деньгах — тоже, так что никто не стал отказывать ребёнку в неожиданной просьбе, тем более что до этого он мечтал стать пилотом бомбардировщика. Через много лет самонадеянный парень собрал вещи и уехал покорять Америку. Там в 2000 году он снялся в одном фильме с самой Пенелопой Крус. Кроме того, в США ему пришлось работать каменщиком, подстригать кусты и разносить пиццу. В конце концов он вернулся домой.
Когда Мурилу было 18 лет он уехал в Сан-Франциско для учебы. Три года он провел в США, где изучал сценическое искусство. В 21 год он возвращается в Бразилию на время, но его друг предлагает ему пробоваться на роль в новой теленовелле студии "Глобо". В 1993 году он начинает карьеру профессионального актера кино, телевидения и театра. Его творческим успехом стал фильм "Os Matadores", который очень понравился и иностранным критикам. То же произошло и со знаменитым короткометражным фильмом "Decisao" (1997).
В 1996 году он женился на актрисе Алессандре Негрини. Их брак считался вполне счастливым. В работе они установили очередность, то есть никогда не снимались в одно и то же время. У них появился на свет сын - Антониу. Но они все-таки сыграли вместе. Это ли стало причиной развала их союза или что-то другое. Но в 1997 году на съемках теленовеллы "Во имя любви" (Por Amor) начинают ходить слухи о трещине в их отношениях и о том, что Мурилу крутит роман с известной актрисой Каролиной Ферраз, которая по сценарию играла его сестру. В 1998 году брак Мурилу и Алессандры был окончательно расторгнут.
Актер стал жить вместе с Каролиной Ферраз, которая тоже рассталась с мужем-предпринимателем Мариу Коеном (одним из руководителей "Глобо") и оставила ему маленькую дочь - Валентину. Пара Бенисиу-Ферраз была признана самой красивой парой Бразилии, но была известна громкими скандалами. Так на съемках фильма "Sabor da Paixao", где Мурилу впервые пробовал себя как продюсер их брак стал распадаться. Каролина демонстрировала свою любовь с различными известными людьми перед фотокамерами, темпераментный Мурилу не скрывал своей ревности. Тем временем, пока в жизни актера творилась неразбериха, он сам стал режиссером фильма, исполнив свою давнюю мечту. Получил высшую бразильскую премию Mambembe за роль в театральной постановке "Deus". Актерская деятельность так же протекает успешно. Самой последней ролью мурило является роль в фильме "Homem do Ano" снятой по популярной книге Патрисии Мельу. После теленовеллы "Клон" у Мурилу Бенисиу и Джованны Антонелли завязался бурный и страстный роман. В начале 2004 года они расстались.