Felix Mitterer wurde 1948 in Achenkirch/Tirol als 13. Kind der verwitweten Kleinbäuerin Adelheid Marksteiner und eines rumänischen Flüchtlings geboren und bald nach der Geburt von einem mit der Mutter damals befreundeten Landarbeiterehepaar adoptiert. In Kitzbühel und Kirchberg ging er zur Schule, besuchte danach die Lehrerbildungsanstalt in Innsbruck und arbeitete ab 1966 beim Innsbrucker Zollamt.
1970 wurden seine ersten Beiträge im ORF gebracht.
1977 machte er sich als freier Autor selbständig. Neben seiner literarischen Tätigkeit tritt er auch immer wieder, wie in seinem ersten Theaterstück „Kein Platz für Idioten“, als Schauspieler auf.
Felix Mitterer übersiedelte 1995 nach Castlelyons (Caisleán Ó Liatháin), Irland und kehrte 2010 wieder nach Österreich zurück.
Seit Ende 2011 lebt er in einem Bauernhof im niederösterreichischen Weinviertel.
Mitterer führt mit seinen Werken, die sich oft einer mundartlichen Kunstsprache bedienen, die Tradition des Volksstücks in Inhalt und Form fort. Dabei greift er meist problematische und kontroverse Themen auf, wie im Stück „Kein schöner Land“ das Eindringen des Faschismus in die ländliche Gemeinschaft, oder das Verhältnis von Deutschen und Österreichern am Beispiel des Tourismus in Tirol in der Satire „Die Piefke-Saga“. Sie wurde vom ORF als mehrteilige TV-Serie ausgestrahlt und war bei der Erstsendung 1991 höchst umstritten. Vor allem die „Die Piefke-Saga“ und der Vierteiler „Verkaufte Heimat“ (Familiensaga über die Geschichte Südtirols von 1938 – 1968) verhalfen Felix Mitterer zum großen Durchbruch. Seine Protagonisten sind oft sozial isolierte Außenseiter, von der Gesellschaft Missachtete und Abgeschobene wie in der „behinderte“ Junge in „Kein Platz für Idioten“ oder der alte Mann in „Sibirien“.
Mitterer schreibt seit 1999 auch jedes Jahr eine Folge der „Tatort“-Reihe, die immer in Tirol gedreht wird und in die er ebenfalls soziale Probleme verpackt. Sein größter Theatererfolg war das Musiktheaterstück „Die Weberischen“, das von den Frauen um Mozart handelt und in der Regie von Stephanie Mohr 2006 anlässlich des Mozartjahres von den Vereinigten Bühnen Wien uraufgeführt wurde. Zuletzt war von ihm am Wiener Volkstheater das Stück „Du bleibst bei mir“ zu sehen, das vom Schicksal der Schauspielerin Dorothea Neff handelt, die ihre jüdische Freundin während des Krieges in ihrer Wohnung versteckte. Als neuestes Werk entstand zum 400-Jahre-Jubiläum der Erler Passionsspiele in Tirol eine Neufassung der „Passion Christi“, die 2013 uraufgeführt wird.
Auch das Stück „Jägerstätter“ ist für Mitterer eine Passion.