Михаил Львович Львов родился 20 мая 1928 года, в 1948 году окончил Ленинградский театральный институт. Некоторое время проработал в Ленинградском областном театре и Московском театре сатиры. В 1954 году вошёл в труппу театра им. Моссовета. Наибольшего успеха Львов добился именно как театральный актёр, сыграв роли большого драматического, трагедийного и сатирического плана.
В кино снимался крайне редко, наиболее известны его работы в фильмах «Дачная поездка сержанта Цыбули» и «Солнце в авоське». Принял участие в озвучивании мультипликационного фильма «Илья Муромец и Соловей Разбойник» (1978).
Михаил Львов скончался 23 января 1989 года в Москве. Похоронен на Преображенском кладбище.