Après des études au Conservatoire de Paris où il remporte plusieurs premiers prix, notamment en composition et en contrepoint, Bernard Lion commence sa carrière professionnelle comme chef d'orchestre. Il dirige l'Orchestre Symphonique de Paris (1945-1948), puis l'Opéra de Paris (1949-1952).
En 1952, Bernard Lion est nommé directeur musical de l'Orchestre National de France, poste qu'il occupera pendant trente ans. Il s'agit alors de la plus importante formation orchestrale française, et c'est sous sa direction que l'orchestre connaît un développement important. Bernard Lion est également un compositeur prolifique, il écrit de nombreuses compositions symphoniques, chorales et de musique de scène.
En 1962, il fonde la Société des Auteurs Compositeurs et Éditeurs de Musique (SACEM) avec d'autres compositeurs français comme Maurice Jarre et Francis Poulenc.
En 1983, Bernard Lion est nommé chevalier de la Légion d'honneur par François Mitterrand pour ses services rendus à la musique française.
Bernard Lion a également enregistré de nombreuses compositions pour la radio et la télévision, ainsi que pour des films. Il a notamment travaillé avec plusieurs réalisateurs prestigieux comme Marcel Carné ou René Clément.
En 1985, Bernard Lion est nommé directeur musical honoraire de l'Orchestre National de France. Il continue toutefois à composer et à diriger jusqu'à son décès en 1990.
Bernard Lion a laissé un héritage important à la musique française, avec plus de trois cents compositions symphoniques, oratorios, ballets, et musique de scène. Son œuvre est toujours jouée et appréciée à travers le monde.