Né au Pays de Galles,
Michael Sheen grandit à Port Talbot, ville industrielle où ont vécu Richard Burton et Anthony Hopkins. Il suit des études à la Royal Academy of Dramatic Art de Londres où il remporte, en deuxième année, la très convoitée bourse Laurence Olivier.
Le comédien fait ses débuts sur scène en 1991 dans
When She Danced au West End, aux côtés de Vanessa Redgrave, tout en poursuivant ses études à la Royal Academy. Salué par la critique,
Michael Sheen reçoit plusieurs prix pour ses créations dans
Roméo et Juliette,
Peer Gynt,
Henry Vet Look Back in Anger. Particulièrement remarqué en 1999 dans la reprise d'
Amadeus de Peter Hall à Broadway,
Sheen remporte le prix du meilleur acteur du London Evening Standard et du London Theatre Critics pour son interprétation de
Caligula en 2003.
Michael Sheen débute au cinéma dans
Mary Reilly où il joue le valet de pied du docteur Jekyll. On le voit également dans
Oscar Wilde de Brian Gilbert,
Frères Du Désert de Shekhar Kapur,
Underworld et
Underworld 2 Evolution de Len Wiseman,
Une Affaire De Coeur de Peter Howitt
, Kingdom Of Heaven de Ridley Scott. En 2006, il est à l'affiche de The Queen réalisé par Stephen Frears, avant d'apparaître la même année dans Blood Diamond d'Edward Zwick.
En 2008 on retrouve Michael Sheen dans Underworld 3 : Le Soulèvement Des Lycans, avant de jouer plus tard sous la direction de Tim Burton pour Alice au pays des Merveilles, et sous celle de Christ Weitz pour Twilight - Chapitre 2 : Tentation.