Michael Gambon débute sa carrière au milieu des années 60 au sein du Théâtre National britannique, sous la direction artistique d'un Laurence Olivier aux côtés duquel il fait également ses débuts sur grand écran dans Othello, en 1965. Durant les quinze années qui suivent, Gambon se consacre surtout au théâtre et s'impose comme l'un des hommes de scène les plus réputés d'outre-manche.
Sur grand écran, Michael Gambon, acteur au physique rustre et imposant, commence à faire parler de lui en 1989 avec le long-métrage Le Cuisinier, le voleur, sa femme et son amant, réalisé par Peter Greenaway, puis avec des petits rôles dans Les Indomptés (1991), Toys (1992) ou Les Leçons de la vie (1994). En 1996, sa carrière cinématographique passe au niveau supérieur avec Mary Reilly, dans lequel il incarne le père de l'héroïne.
Michael Gambon s'illustre ensuite au générique des Révélations de Michael Mann puis, fidèle à sa passion des films à costumes, se met au service de Tim Burton pour Sleepy Hollow et Robert Altman pour Gosford Park. Après s'être amusé en Premier Ministre dans la comédie Ali G, il rejoint la distribution de deux grosses productions américaines : le western Open range de Kevin Costner et Harry Potter et le prisonnier d'Azkaban d'Alfonso Cuaron, dans lequel il remplace le regretté Richard Harris. Il reprend le rôle de mentor du jeune sorcier au cours des cinq volets suivants de la saga magique.
On le retrouve ensuite vocalement dans Paddington et sa suite dans le rôle d'Oncle Pastuzo et en narrateur de Avé, César !, avant de le voir interpréter le rôle de l'illustre Winston Churchill dans Churchill's Secret (2016). Il signe ensuite des apparitions dans Ma vie avec John F. Donovan et Johnny English contre-attaque, puis Gentlemen cambrioleurs. Obligé de renoncer au théâtre à cause de pertes de mémoire, Gambon apparaît une dernière fois au cinéma dans le thriller horrifique Cordelia (2019).
Il s'éteint à 82 ans.