Michael Biehn débute dans des films et téléfilms comme celui de Grease (1978), où il prête ses traits au footballeur qui se fait frapper au ventre par Danny Zuko — interprété par John Travolta. Il n’y est pas crédité ou alors en Limier dans une courte scène du pilote L'Âge de cristal. En 1981, il apparaît dans le rôle de Douglas Breen, un traqueur furtif, dans Fanatique (The Fan) d'Edward Bianchi, aux côtés de Lauren Bacall.
Dans les années 1990, dans un avant-projet d'Alien 3 (1992) écrit par William Gibson, le personnage de Dwayne Hicks (ayant pourtant survécu aux créatures dans Aliens, le retour) doit être le protagoniste du film, remplaçant Ellen Ripley — interprétée par Sigourney Weaver[6]. Cependant, Walter Hill et David Giler écrivent le scénario officiel, dans lequel Dwayne Hicks est tué au début de l’histoire. Michael Biehn, dès qu’il apprend la disparition de son personnage, exige et reçoit presque autant de salaire pour sa présence dans une seule scène que pour le rôle tenu dans Aliens[7].
En 2009, il a failli retrouver une nouvelle fois James Cameron pour le film Avatar[8]. Plus ou moins pressenti pour jouer le rôle du colonel Miles Quaritch, le rôle revient finalement à Stephen Lang car selon Biehn, Cameron ne souhaitait pas que le film soit associé à une réunion entre lui et Sigourney Weaver[8]. Cameron révèle qu'il n'avait pas un rôle spécifique pour lui, mais qu'engager Sigourney Weaver vingt-trois ans après Aliens, avait eu un impact sur le fait d'engager Biehn[8].
En 2010, il écrit et réalise son premier long métrage, The Blood Bond(en), tout en y tenant un rôle[10]. Le film lui est proposé par Bey Logan qui lui demande de réécrire son scénario, et ce faisant, il pourrait réaliser le film[10],[11]. Ce premier essai derrière la caméra s'est transformé en désillusion pour Biehn qui s'est désolidarisé du film : « Appeler ce film mes débuts de réalisateur est une farce. Le rôle de réalisateur comprend plusieurs aspects de la réalisation d'un film auxquels je n'ai pas participé. Je n'ai pas participé au casting (je n'ai pas non plus écrit le scénario), je n'ai pas participé au montage, au mixage du son, à la colorisation, à la musique, à l'ADR, ou tout autre aspect de la post-production. De plus, tous mes dialogues dans le film ont été doublé par une autre personne. L'équipe était la moins expérimentée et la moins organisée que j'aie connue au cours de mes 35 années d'implication dans le cinéma et j'avais très peu à dire sur la production quotidienne ou sur le produit final. En fait, j'ai eu si peu à voir avec le film que je ne l'ai même pas vu, à ce jour »[N 1],[10],[11].
En 2011, Il écrit, réalise et joue dans son second long métrage, The Victim[10].
Il reprend de manière inattendue le rôle du caporal Hicks dans le jeu vidéoAliens: Colonial Marines (2013), suite spirituelle du film Aliens développée par le studio Gearbox Software[12]. C'est une expérience extrêmement amère pour Biehn, qui critique le manque de passion du studio, contrairement à ce qu'il a pu remarquer lorsqu'il a participé au jeu Far Cry 3: Blood Dragon sorti la même année[12].
En 2019, trente-trois ans après avoir joué pour la première fois le caporal Dwayne Hicks dans Aliens, il reprend une nouvelle fois le personnage pour les besoins d'une fiction audio qui adapte le scénario avorté de William Gibson pour le film Alien 3 (1992)[13]. Il y côtoie notamment Lance Henriksen qui reprend le personnage de l'androïde Bishop[13].
Le , Michael Biehn se marie à l’actrice Carlene Olson. Ensemble, ils ont des jumeaux : Devon et Taylor (nés en 1984). En 1987, ils divorcent.
Il se remarie à Gina Marsh, avec qui il a deux garçons : Caelan Michael (né en 1992) et Alexander (en 2003). En 2008, ils se séparent.
En 2012, il se remarie à l’actrice Jennifer Blanc, qui a coproduit et joué avec lui dans The Victim (2012)[17],[18]. Ils ont un enfant, Dashiell King Biehn (né en 2015)[19].
Une image de lui dans le film Terminator a été utilisée sur la jaquette du jeu vidéo Metal Gear dans le rôle de Solid Snake en 1987. Michael Biehn, alors en pleine gloire, aurait pu, selon les développeurs, être parfait dans le rôle de Solid Snake dans une éventuelle adaptation au cinéma du jeu.
Il se fait mordre dans tous les films de James Cameron.
↑Citation originale : To call the movie referenced above my directorial debut is a farce. The role of Director includes several aspects of movie making which I had no part in. I was not involved in the casting, (nor did I write the script), I was not involved with editing, sound mixing, colorization, music, ADR, or any other aspect of post production. Also, all of my dialogue in the movie was voice over from another person. The crew was the least experienced and the most unorganized that I've experienced in my 35 years of being involved with movies and I had very little say in both day to day production or the final product. In fact, I had so little to do with the movie that I haven't even seen it, to this day.