Walter Mirisch begon zijn filmcarrière toen hij als stagiair aan de slag ging bij het management van een bioscoopketen.
Hij studeerde aan het City College of New York, de universiteit van Wisconsin (waar hij in 1942 een BA – een Bachelor of Arts kreeg) en de Harvard Graduate School of Business.

Na de Tweede Wereldoorlog produceerde Walter Mirisch, soms ook vermeld als Walter M. Mirisch, goedkope films voor de Monogram Pictures Corporation, een eerste in 1947 met Fall Guy. Begin de jaren ’50 was hij uitvoerend producent bij Allied Artists met jaarlijks ongeveer 30 films en in 1957 richtte hij samen met zijn broer Marvin en halfbroer Harold de Mirisch Corporation op, één van de meest succesvolle productiegroepen sinds het kleiner worden van de invloed van de grote studio’s. Walter werd er vicepresident en verantwoordelijk voor de productie, Harold werd President, Marvin (ook) vicepresident en directeur. Daarvoor waren zijn twee broers actief als exposanten, de jongste van de twee ook als producent van tweederangs materiaal als de Bomba serie bijvoorbeeld.
De maatschappij had geen eigen filmstudio maar huurde zelf ruimte af indien dat nodig was. Ze stond niet alleen garant voor kwaliteit op vlak van producties maar ook een belangrijk aspect van hun beleid: onafhankelijke producenten en -regisseurs absolute vrijheid geven op creatief vlak. Water Mirisch werd door zijn partners overigens omschreven als een perfectionist.

In 1961 kreeg hij van de Franse Republiek een onderscheiding van de Orde van Kunst en Letteren. 

Mirisch werkte regelmatig samen met regisseurs als Billy Wilder, John Huston, Blake Edwards, Norman Jewison, John Sturges en John Ford. 
In 1963 werd de onderneming overgenomen door United Artists maar de drie broers bleven verantwoordelijk voor de leiding.
In 1967 kreeg hij de prijs van Producer of the Year van de Producers’ Guild of America, in 1972 gevolgd door dezelfde prijs uitgereikt door de National Association of Theatre Owners en ShowaRama in 1975. 

In 1973 werd Walter President/voorzitter van de Academy of Motion Picture Arts and Sciences, een functie die hij bekleedde tot 1977. Verder was hij ook drie ambtstermijnen voorzitter van de Producers’ Guild of America. Walter Mirisch is ook een gewezen voorzitter van The Center Theater Group en Governor of the Performing Arts Council van het Los Angeles Music Center. Hij was ook een tijd verbonden aan het Motion Picture and Television Fund en is een Emeritus-lid van de Board of Directors of Cedars-Sinai Medical Center in Los Angeles en de Board of Directors van de UCLA Foundation. 

In 1977 kreeg hij de Cecil B. DeMille Award van de Hollywood Foreign Press Association voor zijn ‘outstanding contribution to the entertainment field’, in 1978 tijdens de Oscar ceremonie van de Academy of Motion Pictures Arts and Sciences de Thalberg Memorial Award voor zijn ‘consistently high quality of motion picture production’, in 1983 gevolgd door de Jean Hersholt Humanitarian Award van diezelfde Motion Picture Academy die de prijs telkens uitreikt aan een individu ‘whose humanitarian efforts have brought credit to the industry’. 

Walter Mirisch was uitvoerend producent bij Desperado (1987) voor het NBC tv-netwerk, geschreven door Elmore Leonard en nog enkele andere Desperado-films die daarop volgden.

In mei ’89 ontving hij een eredoctoraat Human Letters van de universiteit van Wisconsin, in juni van datzelfde jaar volgde dan nog de UCLA Medal, hun hoogste onderscheiding. 

De Mirisch Corporation bleef actief tot de jaren ’90 met Marvin als chairman en CEO en Walter als President. 

In 1994 was Walter Mirisch ook uitvoerend producent voor Lily in Winter voor het USA Network, A Case for Life (1995) voor ABC en de wekelijkse uitgezonden serie The Magnificent Seven voor CBS die te zien was in 1997. 

In 2004 werd hij bedacht met een retrospectief van het Los Angeles County Museum of Art, getiteld The Magnificent Mirisches. In 2006 volgde een gelijkaardig eerbetoon maar dan van het New Yorkse The Museum of Modern Art (MoMA) onder de vorm van een retroperspectief van twaalf films.

In 2008 bracht de University of Wisconsin Press zijn autobiografie uit onder de titel I Thought We Were Making Pictures, Not History.