Acteur britannique, Michael York débute sa carrière théâtrale très jeune, à l’âge de 16 ans. Il multiplie les prestations scéniques en Angleterre avec succès. C’est au National Theatre qu’il est dirigé sur scène par Franco Zeffirelli en 1965. Le metteur en scène le fait donc débuter à l’écran dans La mégère apprivoisée (1967), tandis que Joseph Losey le dirige dans Accident la même année. Il commence alors une brillante carrière internationale avec le Roméo & Juliette (1968) de son mentor Zeffirelli. Parmi ses faits de gloire, on compte Le gourou (Ivory, 1969), Justine (Cukor, 1969), et La poudre d’escampette (de Broca, 1971). Mais c’est surtout sa prestation dans Cabaret (Fosse, 1972) qui en fait une vedette de premier plan.
Il confirme avec Les trois mousquetaires (Lester, 1973), Le crime de l’Orient-Express (Lumet, 1974), On l’appelait Milady (Lester, 1974), L’âge de cristal (Anderson, 1976), L’île du docteur Moreau (Taylor, 1976) et Fedora (Wilder, 1978). Toutefois, il opte de plus en plus fréquemment pour des emplois à la télévision et ne retrouve le grand écran que pour la fresque Au nom de tous les miens (Enrico, 1983) et Le succès à tout prix (Skolimowski, 1984).
Il tourne encore dans L’aube (Jancsó, 1986), mais se concentre encore sur ses prestations télévisuelles. On le retrouve tout de même de temps à autre sur grand écran pour Le retour des mousquetaires (Lester, 1989), Bienvenue au paradis (Parker, 1990), Eline Vere (Kümel, 1991), La prisonnière des Sargasses (Duigan, 1993), Austin Powers (Roach, 1997) et ses deux suites, Le détonateur (Proft, 1998), Studio 54 (Christopher, 1998) ou encore Bruegel, le Moulin et la Croix (Majewski, 2011).
Enfin, depuis le milieu des années 2000, Michael York est de plus en plus sollicité pour faire la voix de personnages animés, comme dans la série inusable des Simpsons.