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Mario Spengler commence le cyclisme à l'âge de sept ans et débute en compétition quatre ans plus tard[1]. Son frère aîné Lukas est également coureur cycliste.
Alors en catégorie cadets (15-16 ans), il participe en 2013 au Festival olympique de la jeunesse européenne à Utrecht, terminant quatrième du contre-la-montre[2]. Parmi les juniors (17-18 ans), il confirme dans sa première saison en 2014 en terminant deuxième de la course en ligne et du contre-la-montre aux championnats de Suisse. La même année, il est sélectionné en équipe nationale, notamment pour les championnats d'Europe, où il se classe quatorzième du contre-la-montre. En 2015, il termine deuxième des Trois Jours d'Axel et treizième du championnat d'Europe.
En 2016, il signe chez BMC Development, réserve de l'équipe WorldTour BMC Racing. Pour ses débuts espoirs (moins de 23 ans), il remporte une course nationale à Gansingen[3] et termine quatorzième du Circuit de Wallonie. Il est également sélectionné en équipe suisse pour les championnats du monde espoirs de Doha[4]. L'année suivante, il obtient diverses places d'honneur en Belgique chez les amateurs. Dans le calendrier continental, il se classe septième du prologue de l'Olympia's Tour, avant de se mettre au service de ses leaders Pascal Eenkhoorn et Pavel Sivakov.