Måns Zelmerlöw adalah putra dari Birgitta Sahlén, seorang profesor di Universitas Lund dan surgeon Sven-Olof Zelmerlöw.[1][2] Zelmerlöw mempelajari musik di sekolah tinggi di Lund dan menjadi bagian dari proyek paduan suara sekolah. Pada 2002 ia memerankan salah satu saudara dalam musikal Joseph and the Amazing Technicolor Dreamcoat di Slagthuset di Malmö.[3]
Pada 2005 Zelmerlöw mengambil bagian dalam musim 2 dari versi Swedia dari Idol, yang ditayangkan di TV4; ia menempati urutan kelima dan dieliminasi pada 11 November setelah 8 minggu berada pada acara tersebut.[4] Ia menempati urutan 3 terbawah sebanyak dua kali dan 2 terbawah sebanyak satu kali.[4][5]
Pada 2006 ia mengambil bagian dalam musim kelima dari Let's Dance, bersama dengan Maria Karlsson, dan berakhir sebagai pemenang dalam babak akhir melawan penyanyi Anna Book.[6]
Pada 2006, ia tampil dalam versi Swedia dari musikal Grease, dengan memerankan peran utama Danny Zuko. Akibatnya, Zelmerlöw menandatangani kerjasama rekaman dengan M&L Records, sebuah divisi dari Warner Music Sweden, untuk merilis sebuah album solo.[7]
Pada 2008 Zelmerlöw kembali ke studio untuk mengerjakan album solo keduanya, MZW, yang dirilis pada akhir Maret 2009. Album tersebut diberi sertifikasi emas gold oleh IFPI dan menempati urutan pertama di tangga album Swedia. Album tersebut juga dirilis di Polandia. Pada 2009 ia mengadakan tur musim panas Swedia untuk menampilkan lagu-lagu dari kedua albumnya.[11]
2010–11: Hosting Melodifestivalen dan Allsång på Skansen
Pada Januari 2011 Zelmerlöw mengumumkan akan menggantikan Anders Lundin sebagai presenter dari Allsång på Skansen, yang disiarkan di SVT.[10] Ia juga menjadi presenter dalam acara tersebut pada 2012.[13]
Pada Maret 2013, Zelmerlöw berencana untuk merilis album studio ketiganya, Barcelona Sessions bersama dengan sebuah singel baru, "Broken Parts". Sejak ia tampil dengan sebuah track baru pada acara televisi Swedia yang berjudul "Run For Your Life".[14] Pada September 2013, Zelmerlöw merilis singel kedua dari album tersebut, yang berjudul "Beautiful Life", dan menampilkan track album lainnya yang berjudul "Parallels". Album tersebut dirilis pada 5 Februari 2014, yang didahulu oleh "Run For Your Life".[15]
Pada musim panas 2013 Zelmerlöw membawakan acara Allsång på Skansen di SVT dan ia meninggalkan acara tersebut pada bagian akhir acara tersebut pada 13 Agustus.[16][17] Penyanyi Petra Marklund menggantikannya.[17]
Zelmerlöw memiliki satu adik perempuan. Ia suka bermain sepak bola, tenis dan golf.[23] Antara 2008 dan 2011, ia mempublikasikan hubungannya dengan penyanyi dan peragawati Swedia Marie Serneholt, seorang mantan anggota dari band pop Swedia A-Teens.[24]