Michael Thalheimer absolvierte ein Schauspielstudium in Bern. Engagements führten ihn anschließend u.a. nach Mainz, Bremerhaven und Chemnitz, wo er 1997 zum ersten Mal selbst Regie führte. Nach Inszenierungen in Leipzig, Dresden, Freiburg und Basel gelang ihm der Durchbruch als Regisseur mit Franz Molnárs „Liliom“ am Thalia Theater in Hamburg. Ab 2000 inszenierte er regelmäßig dort und am Deutschen Theater Berlin, wo er von 2005 bis 2008 leitender Regisseur und Mitglied der künstlerischen Leitung war. Außerdem führten Regiearbeiten ihn ans Residenztheater München, Dramaten Stockholm, Schauspiel Frankfurt, Théâtre National de la Colline Paris, Burgtheater in Wien, an die Berliner Schaubühne und das Königliche Schauspielhaus Kopenhagen. Seit 2017 inszeniert er regelmäßig am Berliner Ensemble. Michael Thalheimers Inszenierungen erhielten neben regelmäßigen Einladungen zu internationalen Festivals in Europa, Asien, Nord- und Südamerika auch zahlreiche Auszeichnungen, darunter den 3sat-Innovationspreis für „Liliom“, den Berliner Friedrich-Luft-Preis und die Moskauer Goldene Maske für „Emilia Galotti“ sowie drei Mal den Wiener Nestroy-Preis für „Emilia Galotti“, „Elektra“ und „Die Weber“. Sieben seiner Produktionen wurden zum Berliner Theatertreffen eingeladen, darunter 2007 „Die Orestie“ und 2008 „Die Ratten“. 2005 gab Michael Thalheimer sein Debüt als Opernregisseur mit Janáceks „Katja Kabanowa“ an der Berliner Staatsoper Unter den Linden. Es folgten u.a. Inszenierungen von „Rigoletto“ (Verdi) am Theater Basel, „Die Entführung aus dem Serail“ (Mozart) und „Der Freischütz“ (Lortzing) an der Berliner Staatsoper Unter den Linden sowie „Les Troyens“ (Berlioz) an der Hamburgischen Staatsoper. Seine Inszenierung von Verdis „Macbeth“ in der Saison 2021/22 an der Deutschen Oper am Rhein entstand – wie zuvor schon Verdis „Otello“ – als Kooperation mit der Opera Vlaanderen.