Né à Stirling (Écosse), McLaren suivit des études à la Glasgow School of Art. À l'époque de John Grierson, il rejoignit tout d'abord la GPO Film Unit de Londres, où il fut fortement influencé par l'artiste d'origine néo-zélandaise Len Lye, qui expérimentait la couleur en dessinant directement sur la pellicule, tout en essayant de trouver un moyen de créer une animation sans se servir d'une caméra. En 1940, après un bref détour par New York où il travailla sur des films publicitaires, il retrouva Grierson, cette fois à la National Film Board du Canada, où il passa le reste de sa carrière.

L'approche de McLaren tendait à montrer que les techniques d'animation pouvaient se passer de caméra : une marque avec un stylo sur un film constituait une image. Il réalisa ainsi des films, dont Fiddle-De-Dee (1947), en dessinant directement le long de la pellicule tout en ignorant le mouvement standard, plan par plan, de la caméra. Begone Dull Care (1949), avec une bande-son réalisée par le pianiste de jazz Oscar Peterson, est d'une abstraction audacieuse. Lorsqu'il se rendit en Chine, en 1949, dans le cadre d'une mission éducative de l'UNESCO qui ne disposait que de peu de moyens, il utilisa la même technique. Par la suite, il présenta ses idées novatrices en Inde, où elles furent, une fois encore, réutilisées à des fins éducatives.

McLaren a été décrit comme l'« unique réalisateur véritablement moderniste » du Canada, chose attestée à la fois par son utilisation intensive du son synthétique et par la constance de ses innovations. Neighbours (1951), réalisé pour l'UNESCO, s'amuse avec des êtres humains en les faisant bouger à la manière des personnages de dessin animé et Pas de deux (1968), réalisé en blanc sur noir, utilise plusieurs superpositions pour analyser les mouvements et les figures de deux danseurs. Ils virevoltent sur l'écran en créant des formes et des figures rappelant les expériences photographiques d'Étienne Jules Marey. Dans Synchromy (1971), la bande sonore est elle-même filmée afin que le son soit lui aussi mis en images.

Si l'œuvre de McLaren est parfois touchante, elle est rarement comique. Au contraire, comme dans Neighbours, par exemple, un récit édifiant sur deux hommes qui se disputent une fleur et finissent par détruire leurs familles respectives et se détruire eux-mêmes, ses films sont la preuve que le genre du dessin animé peut être utilisé à des fins éducatives et propagandistes.