Michael Cimino entame des études de théâtre et d'architecture à l'université de Yale avant de réaliser des spots publicitaires et de courts documentaires. Il se met plus tard à exercer ses talents de scénariste, notamment sur Silent running, récit de science-fiction écologique adapté en 1972 par Douglas Trumbull, responsable entre autres des effets visuels sur Blade runner, ou encore sur Magnum Force (1973), la suite des aventures musclées de l'inspecteur Harry réalisée par Ted Post.

En 1974, appuyé par sa vedette Clint Eastwood, il parvient à réaliser son premier film, Le Canardeur, road-movie tragi-comique qui n'annonce en rien l'ampleur de ses films à venir mais qui contient en germe le "style Cimino", à la fois empreint d'une violence sèche et très attentif aux paysages naturels, dans un esprit hérité de John Ford et King Vidor. Quatre ans après ce coup d'essai, il entreprend le tournage d'une saga à la fois lyrique et intimiste sur la guerre du Vietnam, Voyage au bout de l'enfer, dans laquelle il suit le destin de trois amis avant, pendant et après leur engagement dans le conflit. Porté par l'interprétation de Robert De Niro et d'un tout jeune acteur nommé Christopher Walken, le film rencontre un énorme succès et, malgré la polémique qu'il suscite auprès d'une partie de la critique qui le qualifie de "fasciste", remporte 5 Oscars, dont celui du meilleur réalisateur.

Cette célébrité soudaine incite le studio indépendant Les Artistes Associés à lui confier, à peine deux ans plus tard, le budget, à l'époque démesuré, de 40 millions de dollars pour le tournage d'une nouvelle épopée non moins ambitieuse, La Porte du paradis. Ce faux western contemplatif et elliptique décrit le conflit opposant, à la fin du siècle dernier, les éleveurs anglo-saxons et les colons venus d'Europe de l'Est pour la possession du territoire américain. A sa sortie, ce très long film, totalement incompris et méprisé par le public comme la critique, est mutilé par ses producteurs, ce qui n'empêche pas la faillite de ces derniers (le critique américain Steven Bach a relaté la carrière du film dans son fameux ouvrage Final Cut). La profession en voudra longtemps à Cimino, considéré alors, en raison de ce film maudit, comme le fossoyeur du cinéma d'auteur américain.

Après plusieurs années sans tourner, il effectue son retour avec une oeuvre de commande : un thriller violent se déroulant dans le milieu de la pègre chinoise, L' Année du dragon (1985), et dont le personnage principal, un policier brutal, est interprété par Mickey Rourke. Il crée à nouveau le scandale en proposant une vision pessimiste de l'immigration asiatique, vision qui se voit taxée de "raciste" par la critique. Néanmoins, le succès du film en salles le remet sur les rails, et Cimino enchaîne alors quelques oeuvres de moindre importance : Le Sicilien (1987), La Maison des otages (1990), pour lequel il retrouve Mickey Rourke, et The Sunchaser (1995), qui reste son dernier film à ce jour.

Blessé par la vindicte hollywoodienne, dépité par ses conflits à répétition avec les producteurs, Michael Cimino avait, depuis lors, pris ses distances avec le cinéma. On sait qu'il travaillait sérieusement, depuis plusieurs années, à l'adaptation du classique d'André Malraux, La Condition humaine.