Der junge Fernando Rey beginnt zunächst ein Studium an der Madrider Architekturschule, dann kommt der spanische Bürgerkrieg dazwischen. Rey schließt sich seinem Vater, einem republikanischen Offizier an, und zieht in die Schlacht. Nach dem Krieg findet er ab 1939 zunächst Anstellung als Filmstatist und Synchronsprecher für Tyrone Power und Laurence Olivier. Seine erste wirkliche Rolle spielt er in "Eugenia de Montijo" (1944) von José López Rubio. Danach agiert er in zahlreichen Filmen, die kaum über die Landesgrenzen hinausdringen.
In dem Welterfolg "Willkommen, Mr. Marshall" (1953, Regie: Luis García Berlanga) ist er als Erzählstimme zu hören. In "Die letzten Tage von Pompeji" (1959) von Mario Bonnard und Sergio Leone spielt er neben Christine Kaufmann und dem damals beliebtesten Muskelpaket für Billig-Monumentalschinken, Steve Reeves. Berühmt wird er allerdings erst als regelmäßiger Darsteller bei der spanischen Regie-Größe Luis Buñuel. Für ihn steht er in "Viridiana" (1961), "Tristana" (1970), "Der diskrete Charme der Bourgeoisie" (1972) und "Dieses obskure Objekt der Begierde" (1977) vor der Kamera.
Weitere nennenswerte Rollen spielt er in dem starbesetzten "Die Tatarenwüste" (1976) von Valerio Zurlini, sowie in Franco Zeffirellis TV-Mehrteiler "Jesus von Nazareth" (1977). Zu seinen letzten Filmen zählen "Nackter Tango" (1989) von Leonard Schrader, der opulente TV-Fünfteiler "Don Quichote" (1991) und Ridley Scotts "1492 - Die Eroberung des Paradieses" (1992). Sein letzter Film war die spanisch-deutsch-französische Koproduktion "Madregilda" (1993, Regie: Francisco Regueiro) mit Barbara Auer. 1994 erlag Fernando Rey einem Krebsleiden.
Weitere Filme mit Fernando Rey: "Die Sklaven Roms" (1960), "Bis aufs Blut" (1961), "Die Kastilier" (1962), "Das Vermächtnis der Inka", "El Greco", "Gideon und Samson" (alle 1965), "Cervantes - Der Abenteurer des Königs", "Die Rückkehr der glorreichen Sieben", "Kopfgeld: Ein Dollar" (alle 1966), "Flucht aus der Taiga" (1967), "Pancho Villa reitet", "Stunde der Wahrheit" (beide 1968), "Die Rache der glorreichen Sieben", "Fahr zur Hölle, Gringo" (beide 1969), "Die letzten Abenteurer", "Zwei Companeros" (beide 1970), "Das Licht am Ende der Welt", "Die Sünde" (1971), "Antonius und Cleopatra" (1972), "Jack Londons Wolfsblut" (1973), "Teufelsschlucht der wilden Wölfe" (1974), "Die Macht und ihr Preis", "Nina - Nur eine Frage der Zeit" (beide 1975), "Quintett" (1978), "Der Schatz von Cabo Blanco", "Die Kameliendame" (beide 1980), "Monsignor" (1982), "Anno Domini", "Black Arrow - Im Wappen der Rose" (beide 1984), "Rhapsodie in Blei" (1985), "Mond über Parador", "Wind und Sterne" (beide 1987), "Mit Schwert und Leidenschaft" (1991) und "Mission der Liebe" (1993).