Mario Gheorghiu wurde 1972 in Wien geboren. Ab seinem 7. Lebensjahr studierte er Geige bei Prof. Georg Mark, Prof. Michael Frischenschlager, Prof. Alfred Staar und Prof. Josef Hell, bei dem er später das Konzertfachstudium für Violine an der Universität für Musik und darstellende Kunst in Wien mit Auszeichnung abschloss. Außerdem studierte er Jazz und Komposition in Linz und Wien und absolvierte bei Prof. Hans Peter Ochsenhofer ein postgraduales Konzertfachstudium für Viola.
Von 2003 bis 2008 war er als Geiger fixes Mitglied im Tonkünstler-Orchester Niederösterreich. Auch als Substitut war er bei einigen Orchestern tätig, darunter den Wiener Philharmonikern. Als Solist trat er mit verschiedenen Orchestern auf, darunter in der Carnegie Recital Hall mit der Guarneri Del Gesù von Fritz Kreisler, danach folgte eine ganze USA-Tournee. Seit 2000 ist er Konzertmeister des Wiener Opernball Orchesters.
Mario Gheorghiu ist auch im Jazz zuhause: Im Jahr 2000 war er als Rockgeiger zu Gast bei der Band „Extravaganza“ mit Conrad Schrenk und Thomas Lang. Er gründete mehrere Ensembles wie das Jazz-Ensemble „Table 6“ (2003), „Mario Gheorghiu’s JAZZ Corner“ (2011) oder die Crossover-Band „Jetlag Allstars“ (2013). Darüber hinaus trat er mit dem „Vienna Art Orchestra“, den „Velvet Elevators“, Wynton Marsalis, Bobby McFerrin, Michael Brecker und vielen anderen Musikern der heimischen Jazzszene auf. Er wurde zu diversen Jazzfestivals in Jakarta, Bali, Paris, Osaka, Boston und Bilbao eingeladen und ist als Jazzgeiger in Wien in den Jazzclubs Porgy&Bess und im Jazzland regelmäßig zu Gast.
Mario Gheorghiu ist erster Preisträger zahlreicher Musikwettbewerbe und unterrichtet – neben seiner regen Solo- und Kammermusiktätigkeit als Bratschist im In- und Ausland – bei diversen Meisterklassen.
Seit 2008 ist Mario Gheorghiu als Solobratschist im ORF Radio-Symphonieorchester Wien engagiert.