Nació en Los Ángeles, California; es el segundo hijo de la estrella de cine Robert Mitchum[1]​ y Dorothy Mitchum, y el hermano menor del actor James Mitchum.

Mitchum apareció en más de 60 películas en 14 países.

Apareció con John Wayne[1]​ en las películas Chisum (1970), Rio Lobo (1970) y Big Jake (1971).

Fue vicepresidente nacional del Screen Actors Guild en 1987-89 y miembro de la junta directiva de SAG en 1983-89.

Mitchum ha formado parte de las directivas de varias organizaciones filantrópicas y ha recaudado fondos para numerosas organizaciones benéficas.