Gordon Mitchell est né sous le nom de "Charles Pendleton" au Colorado et a servi son pays pendant la Seconde Guerre mondiale et la guerre de Corée (au cours de laquelle il a brièvement été prisonnier de guerre). Par la suite, il a travaillé comme professeur dans des écoles situées dans les quartiers défavorisés de Californie et s'est beaucoup investi dans la remise en forme et la musculation. Il est devenu ami avec Joe Gold (fondateur de Gold's Gym) et a rejoint l'acte comique de Mae West en tant que l'un de ses "hommes forts" chargés de la porter sur et hors de la scène. Pendant cette période, il a également été très demandé en tant figurant dans plusieurs films hollywoodiens, notamment "Lil Abner", "L'Ennemi en dessous" et "Les Dix Commandements" (dans lequel lui et Joe Gold amènent Moïse à la cour de Ramsès enchaîné).
Quand la vogue du péplum a commencé en Italie et que son camarade de Muscle Beach Steve Reeves est devenu une énorme star, Gordon (aux côtés de Reg Park, Mark Forrest, Brad Harris, Mickey Hargitay et Richard Harrison) a également sauté sur l'occasion et s'est dirigé vers l'Italie pour y trouver la célébrité et des perspectives financières plus attrayantes.
Grâce à son apparence peu conventionnelle (petits yeux perçants et visage buriné) et son enthousiasme pour son travail, Mitchell s'est retrouvé parmi les artistes les plus demandés dans la vogue des films de cape et d'épée italiens du début des années 60, travaillant avec plusieurs grands réalisateurs dont Marino Girolami, Alberto De Martino et Michele Lupo. Contrairement à la plupart de ses pairs qui ont quitté l'Italie une fois que le genre s'est essoufflé, Mitchell est resté pour incarner des méchants dans de nombreux westerns spaghetti, giallo, films de guerre et science-fiction. Il a également eu un petit rôle clé dans le film mettant en vedette Elizabeth Taylor et Marlon Brando "Reflets dans un œil d'or" (1967), mais son rôle sans doute le plus prestigieux aurait été celui du vaurien qui aide les deux protagonistes à enlever le noble dans "Satyricon" de Fellini (1969). Mitchell a utilisé ses revenus supplémentaires pour acheter et construire son propre studio de cinéma (Cave Studios) qu'il a entièrement édifié en dehors de Rome. Il est resté largement inutilisé sauf par le réalisateur ultra-indépendant Demofilo Fidani qui castait souvent Mitchell.
À la fin des années 1980, quand l'industrie du cinéma de genre italien s'était pratiquement effondrée, incapable de concurrencer les films américains même pour les locations de vidéos, Mitchell a fait ses bagages et s'est installé en Californie. Une fois rentré, il s'est réuni avec son vieil ami Joe Gold pour gérer World Gym, où Mitchell a occupé le poste de directeur général et vivait au dernier étage du siège social à Marina Del Rey. Continuant pendant des années à jouer dans des films à petit budget uniquement pour le plaisir, Mitchell est décédé dans son sommeil à l'âge de 80 ans en 2003. Venant de remporter l'élection de rappel en Californie la veille, Arnold Schwarzenegger s'est libéré de son emploi du temps chargé pour rendre hommage à Mitchell lors de son service commémoratif à World Gym Headquarters, aux côtés de nombreux autres culturistes qui attribuent à Mitchell le fait de les avoir lancés dans leurs carrières.