Mayo naît à Port Saïd, en Egypte, d'un père grec et d'une mère française.
Il passe son enfance à Ismaelia, aux portes du désert, puis étudie à Alexandrie.
     Il arrive à Paris en 1924, découvre Montparnasse et rencontre Man Ray, Desnos, Tzara, Salmon...
Sa peinture semble déjà animée d'un sentiment d'intériorité, les personnages qui y figurent nous dévoilent leurs âmes, leurs craintes et leurs sentiments.
     En 1927, René Crevel lui fait rencontrer André Breton, mais Mayo indépendant, refuse d'adhérer au mouvement suréaliste qu'il trouve trop orthodoxe et préfère participer à leurs actions en retrait.
Observateur de l'irréel (une disposition qu'il doit à ses racines Hélléniques) il devient membre d'un mouvement parallèle mais moins directif, le "Grand Jeu".
     A partir de 1929, Mayo connaît ses premiers succès, il expose avec Chirico à la Galerie des Quatre Chemins et s'emploie à la décoration de plusieurs cafés à la mode, tout en menant une vie de bohème.
     En 1934, la crise économique arrive en Europe et Mayo retourne en Egypte où, tout en collaborant à l'illustration de diverses revues, il s'efforce de dépeindre par un traité nouveau fait d'aplats, de hachures et de stries, les volumes et les profondeurs des spectacles de rue. Paris voit en 1935 revenir ce "promeneur du monde", éternel rêveur dont la peinture, abstraite et surréaliste, non par effet de mode mais par conviction, ne cherche qu'à suggérer le mystère ou l'harmonie silencieuse.
     Durant l'occupation, il rejoint Prévert à Cannes et c'est avec joie qu'il accepte d'exécuter les décors d'un spectacle monté par Marcel Duhamel "Les Hauts du Hurlevent".
Pendant plus de dix ans, Mayo dessinera les décors et les costumes de plus de vingt pièces de théâtre ou de cinéma.
     Au sortir de la guerre, il continue à peindre, surtout des sujets réalistes, des natures mortes, des poissons, des bouteilles, un jeu de lumière dans un feuillage, mais la brillante exposition Mayo réalisé en 1948 par Dina Vierny le révèle surtout obsédé par la figure humaine et la communion entre les êtres.
     Pendant ses voyages en Grèce, Mayo vit dans un paysage de pierres colorées, de touches de lumière et d'irisation; au travers de cette nouvelle perception du monde, c'est tout naturellement qu'il expose en 1959 des tableaux qui combinent des jeux d'éclats de la mosaïque et des fragments de peinture.
     Lors d'une excursion en Espagne en 1962, il découvre la communion qui dans un même élan unit un être à une plante et ce qui lie les deux à leur univers minéral.
     De sa peinture surgissent des forêts pétrifiées et des femmes représentées dans la veine même du bois.
Au cours des années suivantes, il explore cette nouvelle perception et procède à l'intégration du corps humain dans les éléments du monde naturel.
Dans cette métamorphose l'oiseau devient rocher, le rocher un animal plein de vie et la nature à la palpitation d'un corps.
     Ainsi se recompose un cosmos constitué d'architecture végétale, où des nuages aux découpures anthropomorphiques et d'autres inventions témoignent de l'existence double de chaque chose.
     En 1966, son atelier de Paris devant être démoli, Mayo s'installe à Rome, Via Margutta.
     Chargées d'Histoire, les ruines antiques de la ville éternelle sont pour l'artiste un théâtre à ciel ouvert. Cette ville qui a vu passer toutes les civilisations et qui fut maintes fois conquises est en fait toujours victorieuse.
Toutes les choses sont de la même substance, toutes les formes se confondent dans ce théâtre plat dont les effigies sont immuable.
     La "période romaine", un univers d'enchantement, est salué en 1983 par une rétrospective au centre culturel français de Rome.
     En 1985, Mayo, rentre en France, il est nommé l'année suivante au grade de Commandeur de l'ordre des arts et des lettres.
Il s'éteint en 1990 dans sa maison de Seine-Port au bord de l'eau.