Майкл Хью Джонсон (англ. Michael Hugh Johnson) родился в деревне Фалмер в английском графстве Бакингемшир в семье офицера британской армии Джозефа Гуайнна Джонсона и его супруги Флоренс Эдит Мэй. В семействе уже была старшая дочь Пенелопа Энн, а спустя несколько лет после его рождения появились ещё близняшки Кэролин и Бриджит, последняя из которых умерла вскоре после появления на свет. Детство Майкла прошло в небольшом городке Барджесс-Хилл в графстве Суссекс. Он получил образование в гимназии для мальчиков в Бромли, графство Кент, после чего учился в Оксфордском университете.
Будучи ещё студентом университета, Майкл успешно дебютировал в качестве актёра в постановке «Жёлтая куртка» (1956), а спустя три года он уже впервые появился на Уэст-Энде в спектакле «Гамлет». До окончания Оксфорда он также состоял в труппе Национального молодёжного театра, а также выступал в университетском драматическом кружке. После получения диплома Майкл некоторое время работал в театре шотландского города Данди, а затем вступил в труппу Национального королевского театра, где в 1965 году сотрудничал с Франко Дзеффирелли во время постановки пьесы «Много шума из ничего». С именем этого итальянского режиссёра также связаны и первые крупные кинороли Йорка — в фильмах «Укрощение строптивой» (1967) и «Ромео и Джульетта» (1968). Следующей заметной работой в кино стала роль вождя язычников-данов Гутрума в британской исторической картине Клайва Доннела «Альфред Великий» (1969).
Первым крупным успехом в актёрской карьере Йорка стала роль Брайана Робертса в шедевре Боба Фосса «Кабаре» (1972) с Лайзой Миннелли в главной роли. В следующем году он исполнил д’Артаньяна в очередной экранизации романа Александра Дюма «Три мушкетёра», а также дебютировал на Бродвее в пьесе Теннесси Уильямса «Крик». В 1974 году на экраны вышел фильм «Четыре мушкетёра: Месть миледи», ставший продолжением предыдущей части, и где Йорк также сыграл д’Артаньяна. Через пятнадцать лет Майкл Йорк ещё раз воплотил на экраны образ мушкетёра в заключительной части трилогии «Возвращение мушкетёров». Кроме того, в этом же году Йорк сыграл одну из главных ролей в культом фильме Дона Тэйлора «Остров доктора Моро».
В 1974 Йорк сыграл графа Андрени в знаменитой экранизации романа Агата Кристи «Убийство в Восточном экспрессе», где режиссёр Сидни Люмет собрал целую плеяду звёзд мировой величины, включая Ингрид Бергман, Джона Гилгуда, Шона Коннери, Ванессу Редгрейв, Жаклин Биссет и многих других. В 1977 году Майкл Йорк вновь снялся у Дзеффирелли в телевизионном фильме «Иисус из Назарета», где сыграл Иоанна Крестителя.
Помимо успешных ролей в кино, Майкл Йорк часто появлялся на телевидении (сериалы «Тихая пристань», «Когда мы встретимся вновь», «Дорога в Эйвонли») и на театральной сцене, где особенно запоминающимися стали его бродвейские роли в постановках «Влечение» (1980) и «Суровое испытание» (1992).
В 1997 году актёр появился в фильме «Остин Пауэрс: Международный человек-загадка», после чего снялся ещё в трёх его продолжениях. В 1990-е у него были роли в фильмах «Студия 54» (1998) и «Код „Омега“» (1999). Одной из последних на данный момент работ Йорка стало озвучивание одного из членов династии Прайма в фильме «Трансформеры: Месть падших» (2009).
В настоящее время Майкл Йорк проживает в Калифорнии с супругой Патришой МакКаллум, на которой женился ещё в 1968 году.