1945-től Belgiumban, Liège-ben, majd Argentínában, Buenos Airesben nőtt fel, ahol a Buenos Aires-i Egyetemben fizikából diplomázott 1967-ben. 1972-ben végezte el a PhD-t (Kaliforniai Egyetem, Berkeley), majd a Princetoni Egyetemen és a Cambridge-i Egyetemen volt posztdoktori kutató. 1975-ben a garchingi (Németország) Max Planck Institute for Astrophysics-ben lett tudományos munkatárs. A Pennsylvaniai Állami Egyetemen 1983-ban lett egyetemi tanár a Csillagászati és Asztrofizikai Intézetben, valamint a Fizikai Intézetben, tíz évig pedig a Csillagászati és Asztrofizikai Intézet igazgatója volt.
Több kutatóintézetben volt hosszabb ideig vendégprofesszor, többek között NASA Goddard Space Flight Center, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Kavli Institute for Theoretical Physics (Santa Barbara), Institute for Advanced Study (Princeton, New Jersey), Cambridge University, Fermilab (Chicago), California Institute of Technology. 2005-ben lett Eberly Chair Professor[4] a Pennsylvaniai Állami Egyetemen, ahol jelenleg kutatóprofesszor és a Center for Multimessenger Astrophysics[5] emeritus igazgatója.
A National Academy of Sciences Space Studies Board tagja[6] tagja.
Kutatási területe az asztrofizika, főként a magasenergiájú asztrofizika, a részecske asztrofizika és a kozmológia. Kozmológiai körökben a neve főleg a Mészáros-effektus,[7] ill. a vele kapcsolatos Mészáros egyenlet révén ismert, amely befolyásolja a sötét anyagban keletkezett primordiális fluktuációk időfejlődését és
a jelenleg észlelt kozmológiai nagyskálájú struktúrákra vezet. Széles körökben ismertek a gamma-kitöréseket (az un. GRB-ket) tárgyaló munkái, pld.[8][9] amelyek alapjául szolgálnak a GRB-k tanulmányozására használt "fireball shock" modelnek.
A csillagközti anyag, és a fekete lyukak kutatásával is foglalkozott, és az erősen magnetizált neutroncsillagok témájához jelentősen hozzájárult, pld.[10] A GRB kutatásokra szakosodott NASA Swift műhold projektnek a
tudományos tanácsadója (science-theory lead) volt. Jelenlegi munkássága főleg a nagyenergiájú neutrínók és kozmikus sugarak forrásainak tanulmányozására összpontosul, pld.,[11][12] úgymint a neutrínók, kozmikus sugarak, gravitációs hullámok és fotonok együttes információját tekintetbevevő tanulmányokra, az úgynevezett. többcsatornás (multimessenger) asztrofizikára.