Figlio d'arte, seguì ben presto il padre Tyrone Sr. (attore del cinema muto, morto nel 1931) nella carriera cinematografica divenendo una sorta di sex-symbol, come accadde a Rodolfo Valentino. Sebbene di religione cattolica, si sposò tre volte e divorziò due. Furono proprio le sue relazioni extraconiugali a compromettere i matrimoni con l'attrice francese Annabella (sposata nel 1939 e da cui divorziò nel 1948) e con Linda Christian (sposata nel 1949 e da cui divorziò nel 1956). Dal matrimonio con la Christian nacquero nel 1951 Romina e nel 1953 Taryn. Dall'unione con la terza moglie, Deborah Ann Montgomery Minardos, sposata nel 1958, pochi mesi prima di morire, nacque l'anno successivo Tyrone William IV, diventato anch'egli un attore. Partecipò alla seconda guerra mondiale come aviatore nel corpo dei marines. Morì per infarto il 15 novembre 1958, sul set madrileno del film Salomone e la regina di Saba. Colto da malore Power morì durante il trasporto all'ospedale. Verrà poi sostituito da Yul Brynner nelle riprese. Fu sepolto all'Hollywood Forever Cemetery, il cimitero dei divi sulla collina di Hollywood.