Fils de magistrat, il suit sa scolarité dans un collège tenu par les frères Maristes. Après des études de droit, il étudie la sociologie à Londres entre 1966 et 1967. Il travaille comme avocat, mais en 1973 il part pour New York où il est traducteur à l'ONU.
Son premier roman paraît peu avant la mort de Franco et reçoit le Prix de la Critique. Centré sur la répression des anarchistes en Catalogne dans les années 1910, La Vérité sur l'affaire Savolta est publiée en 1975. La parution de ce roman représente un important changement dans l'art narratif espagnol : un retour à une écriture plus traditionnelle, s'éloignant de la littérature expérimentale.
Dans Le Mystère de la crypte ensorcelée (1979), le héros, sorte de clochard qui n'a peur de rien, indic, psychopathe, inventif et grand baratineur, sort d'un hôpital psychiatrique pour effectuer une enquête demandée par le policier qui l'a fait enfermer quelques années plus tôt après l'avoir tabassé. Le détective improvisé mène son travail consciencieusement en interrogeant des personnages aussi déjantés que lui-même. Mendoza livre un roman policier parodique et burlesque, avec un grand sens du gag, qui est en même temps une féroce critique de l'ère « prépostfranquiste ».
On retrouve son sens du burlesque, avec des gags en rafale, dans un roman prépublié dans El País en 1990, Sans nouvelles de Gurb, sur un extraterrestre perdu dans Barcelone cherchant un autre extraterrestre nommé Gurb à l'apparence de la chanteuse Madonna.
Le Dernier Voyage d'Horacio II, un roman de science-fiction humoristique, paraît également dans El País en 2001.
Publié en français sous le titre La Vérité sur l'affaire Savolta, traduit par Jean-Marie Saint-Lu, Paris, Flammarion, 1986 ; réédition, Paris, Seuil, Points. Roman no 477, 1991 ; réédition, Seuil, Points no 461, 1998
Publié en français sous le titre Le Mystère de la crypte ensorcelée, traduit par Anabel Herbout et Edgardo Cozarinsky, Paris, Éditions du Seuil, 1982 ; réédition, Paris, Seuil, Points. Roman no 324, 1988 ; réédition, Seuil, Points no 459, 1998 ; réédition, Paris, Points, 2014
Publié en français sous le titre Le Labyrinthe aux olives, traduit par Françoise Rosset, Paris, Éditions du Seuil, 1984 ; réédition, Paris, Seuil, Points. Roman no 380, 1990 ; réédition, Seuil, Points no 460, 1998
Publié en français sous le titre La Ville des prodiges, traduit par Olivier Rolin, Paris, Éditions du Seuil, 1988 ; réédition, Paris, Seuil, Points. Roman no 401, 1990 ; réédition, Seuil, Points no 46, 1995
Publié en français sous le titre L'Île enchantée, traduit par Annie Morvan, Paris, Éditions du Seuil, 1991 ; réédition, Paris, Seuil, Points. Roman no 597, 1993 ; réédition, Seuil, Points no 657, 1999
Publié en français sous le titre Sans nouvelles de Gurb, traduit par François Maspero, Paris, Éditions du Seuil, Point virgule no 143, 1994 ; réédition, Paris, Seuil, Points (hors commerce), 2010
Publié en français sous le titre L'Année du déluge, traduit par François Maspero, Paris, Éditions du Seuil, 1993 ; réédition, Paris, Seuil, Points no 38, 1995
Publié en français sous le titre Une comédie légère, traduit par François Maspero, Paris, Éditions du Seuil, 1998 ; réédition, Paris, Seuil, Points no 658, 1999
Publié en français sous le titre L'Artiste des dames, traduit par François Maspero, Paris, Éditions du Seuil, 2002 ; réédition, Paris, Seuil, Points no 1076, 2003
Publié en français sous le titre Le Dernier Voyage d'Horatio II, traduit par François Maspero, Paris, Éditions du Seuil, 2004 ; réédition, Paris, Seuil, Points no 1343, 2005
Publié en français sous le titre Mauricio, ou Les Élections sentimentales, traduit par François Maspero, Paris, Éditions du Seuil, 2007 ; réédition, Paris, Seuil, Points no 1994, 2008
Publié en français sous le titre Les Aventures miraculeuses de Pomponius Flatus, traduit par François Maspero, Paris, Éditions du Seuil, 2009 ; réédition, Paris, Seuil, Points no 2405, 2010
Publié en français sous le titre Bataille de chats, traduit par François Maspero, Paris, Éditions du Seuil, 2012 ; réédition, Paris, Seuil, Points no 2994, 2013
Publié en français sous le titre La Grande Embrouille, traduit par François Maspero, Paris, Éditions du Seuil, 2013 ; réédition, Paris, Seuil, Points no 3273, 2014