Figlio di [[Enzo Mainardi]], poeta e pittore [[futurista]], e Maria Soldi,<ref>{{Cita web|url =http://www.comuneticengo.gov.it/pages/page.aspx?id=205&level=3#lnkMainardi|titolo = Personalità legate a Ticengo|sito = comuneticengo.gov.it|accesso = 30 aprile 2016}}</ref> Danilo Mainardi nasce a Milano il 2515 novembre 1933.<ref name=cinquantamila>{{Cita web|url = http://cinquantamila.corriere.it/storyTellerThread.php?threadId=MAINARDI+Danilo|titolo = Biografia di Danilo Mainardi|autore = Giorgio Dell'Arti|wkautore = Giorgio Dell'Arti|sito = cinquantamila.corriere.it|data = 28 aprile 2014|accesso = 30 aprile 2016}}</ref><ref name=entefauna/> Fin da bambino nutre la passione per il disegno degli animali che, continuata in vita adulta, lo porterà ad arricchire molti suoi libri di divulgazione scientifica con le proprie rappresentazioni,<ref name=cinquantamila/> caratterizzate da pochi tratti essenziali; alcune di queste sono state raccolte in ''Novanta animali disegnati da Danilo Mainardi'' (1989).<ref name=jekyll/> Il futuro etologo affermerà di avere ereditato la passione per gli animali da entrambi i genitori,<ref name=muoversiinsieme>{{Cita web|url = http://www.muoversinsieme.it/interviste/danilo-mainardi-la-passione-gli-animali/|titolo = Danilo Mainardi e la passione per gli animali|autore = Alessandra Cicalini|sito = muoversinsieme.it|data = 2 ottobre 2013|accesso = 12 maggio 2016}}</ref> ma in particolare dalla madre, mentre il padre lo esortava a leggere libri sull'[[evoluzione]] per poi discorrerne.<ref name=jekyll>{{Cita web|url = http://jekyll.sissa.it/index.php?document=374|titolo = Etologia per immagini|autore = Laura Bibi Palatini|sito = jekyll.sissa.it|data = 19 luglio 2005|accesso = 3 maggio 2016|urlarchivio = http://web.archive.org/web/20070907122419/http://jekyll.sissa.it/index.php?document=374|dataarchivio = 7 settembre 2007}}</ref> Questo lo spinge a iscriversi, dopo aver frequentato il liceo a Cremona, al corso di [[Scienze biologiche]]<ref name=jekyll/> presso l'[[Università di Parma]], in cui si laureerà nel 1956<ref name=treccani>{{Treccani|danilo-mainardi|accesso = 30 aprile 2016}}</ref> con una tesi in zoologia.<ref name=iltirreno>{{Cita web|url = http://iltirreno.gelocal.it/grosseto/sport/2010/12/16/news/l-etologo-danilo-mainardi-al-museo-di-storia-naturale-1.2225933|titolo = L'etologo Danilo Mainardi al Museo di storia naturale|sito = [[Il Tirreno]]|data = 16 dicembre 2010|accesso = 12 maggio 2016}}</ref> Qui si unisce al gruppo di studio dello zoologo Bruno Schreiber e al corso di [[genetica]] tenuto da [[Luigi Luca Cavalli-Sforza]], con il quale, a Milano, analizza le parentele fra le specie attraverso l'analisi dei gruppi sanguigni.<ref name=jekyll/> Mainardi si imbatte in uno studio, condotto da [[Ernst Mayr]] e Richard Andrew, sui rapporti [[Filogenesi|filogenetici]] di alcune specie che stava studiando con i gruppi sanguigni, e inizia così a interessarsi al comportamento animale, osservando e conducendo degli esperimenti sui topi.<ref name=jekyll/>
Nell'Università di Parma ha inoltre insegnato dal [[1967]] fino al [[1992]] prima [[Zoologia]], quindi [[Biologia|Biologia generale]] e infine [[Etologia]] nelle facoltà di Scienze e di Medicina.<ref name=treccani/><ref name=uaar2005>{{Cita web|url = http://www.uaar.it/news/2005/10/21/danilo-mainardi-entra-presidenza-uaar/|titolo = Danilo Mainardi entra nella presidenza dell’UAAR|sito = [[UAAR]]|data = 21 ottobre 2005|accesso = 30 aprile 2016}}</ref><ref name=istitutoveneto>{{Cita web|url =http://www.istitutoveneto.it/flex/cm/pages/ServeBLOB.php/L/IT/IDPagina/393|titolo = Danilo Mainardi|sito = istitutoveneto.it|accesso = 8 maggio 2016}}</ref>