La Provenza, a principios del siglo X, sufrió violentas incursiones de los sarracenos; por ello, san Mayolo, que desde muy joven había heredado grandes posesiones en las cercanías de Riez, tuvo que refugiarse en casa de unos parientes, en Mácon de Borgoña. Ahí recibió la tonsura, de manos de su tío, el obispo Berno, quien le concedió una canonjía y le envió más tarde a Lyon a estudiar filosofía bajo la dirección del célebre maestro Antonio, abad de L'Ile Barbe, A su vuelta a Mácon, san Mayolo fue nombrado archidiácono, a pesar de que era muy joven, y poco después fue elegido obispo de Besançon. Para evitar que le consagrasen por la fuerza, pues se sentía indigno de tan alto cargo, san Mayolo se refugió en la abadía de Cluny, de la que su padre había sido gran bienhechor. Allí tomó el hábito y fue nombrado bibliotecario y procurador por el abad Ainardo. Como bibliotecario tenía la dirección de los estudios, y como procurador, estaba encargado de la administración y de la gestión de los múltiples bienes de la abadía. Durante los viajes que se vio obligado a hacer, dio gran ejemplo de humildad y prudencia. Berno, primer abad de Cluny, había elegido como coadjutor a san Odón; éste a su vez, había elegido a Ainardo, el cual escogió a san Mayolo para que le ayudase en el gobierno de la abadía, pues había perdido la vista.
La prudencia y la virtud de san Mayolo, le ganaron el respeto de los más grandes hombres de la época. El emperador Otón el Grande tenía gran confianza en él y le encargó de supervisar todos los monasterios de Alemania y otras partes del Imperio. No menor estima profesaban al santo la emperatriz, santa Adelaida y su hijo Otón II; san Mayolo les pagó el afecto reconciliándolos cuando tenían puntos de vista diferentes. Gracias a los privilegios concedidos a la orden que gobernaba, san Mayolo logró reformar numerosos monasterios, muchos de los cuales adoptaron la regla cluniacense. Otón II quería que san Mayolo fuese elegido Papa, pero el santo se opuso terminantemente; a los argumentos del emperador, respondió que sabía muy bien cuan poco preparado estaba para tan alta dignidad y que su carácter era muy diferente del de los romanos. San Mayolo era muy culto y promovió mucho la ciencia. Tres años antes de su muerte, escogió por coadjutor a san Odilón y, desde entonces, se consagró enteramente a la penitencia y la contemplación. Sin embargo, no pudo negarse a la petición del rey de Francia, Hugo Capeto, quien solicitó que fuese a reformar la abadía de St. Denis, en las cercanías de París. San Mayolo enfermó durante el viaje y murió en la abadía de Souvigny, el 11 de mayo del 944. El rey de Francia asistió a sus funerales en la iglesia de San Pedro de Souvigny.
Existen abundantes materiales biográficos sobre san Mayolo. En Acta Sanctorum, mayo, vol. II, hay tres biografías antiguas, cuyo resumen puede verse en BHL., nn. 5177- 5187. Dom G. Morin publicó en la Revue Bénédictine, vol. XXXVIII (1926), pp. 56-57, un himno escrito por San Odilón en honor de San Mayolo. Cf. Zimmermman, Kalendarium Benedictinum, vol. II, pp. 171-173.