Michael Verhoeven wurde 1938 in Berlin als Sohn des Schauspielers und Regisseurs Paul Verhoeven und der Schauspielerin Doris Kiesow geboren. Er  stand das erste Mal mit 13 Jahren in dem Theaterstück als „Anton“ Pünktchen und Anton auf der Bühne. Seine erste Filmrolle spielte er ebenfalls in einer Kästner-Adaption: Das fliegende Klassenzimmer (1953). In dem deutsch-französischen Film Marianne meine Jugendliebe von Julien Duvivier spielt er 1954 neben Horst Buchholz. In den Folgejahren trat er unter anderem bei Helmut Käutner und zweimal an der Seite von Heinz Rühmann auf, sowie unter der Regie seines Vaters in Der Jugendrichter (1960). Seine erste eigene Regiearbeit am Theater war 1962 am legendären Tübinger Zimmertheater: Die Verspätung von Wolfgang Hildesheimer. Weitere Regiearbeiten folgten in den 70er-Jahren, u. a. an den Münchner Kammerspielen (Brecht, Horvath), dem Theater in der Josephstadt, Wien, und am Schillertheater Berlin.

1966 heiratete er die Schauspielerin Senta Berger, mit der er bereits 1965 die Produktionsgesellschaft Sentana Film GmbH gegründet hatte. 1967 stellte er als Produzent, Autor und Regisseur seinen ersten Film Paarungen (nach “Totentanz” von Strindberg) her, in dem sein Vater und Lilli Palmer die Hauptrollen spielen. 

Verhoevens Film O.K., der den Vietnamkrieg nach Bayern verlegt, führte 1970 zum Abbruch der Berliner Filmfestspiele. Der amerikanische Jurypräsident George Stevens hatte die Festivalleitung unter Druck gesetzt und gefordert, den Film wegen angeblicher antiamerikanischen Tendenzen aus dem Wettbewerb auszuschließen. Aus dieser Krise heraus entstand damals das Internationale Forum des Jungen Films.
1971 erhielt Verhoeven für O.K. das Filmband in Gold.

Aufsehen erregte Verhoeven zudem mit dem politisch engagierten Film Die Weiße Rose (1981/1982), aufgrund dessen die Urteile des so genannten Volksgerichtshofs aufgehoben wurden. Für Das schreckliche Mädchen (1989) erhielt er 1990 den Silbernen Bären auf der Berlinale. 1991 wurde der Film für den Oscar als Bester Fremdsprachiger Film nominiert. 

Michael Verhoevens Filme erzählen immer wieder eindringliche Geschichten um zwischenmenschliche Beziehungen, soziale und gesellschaftspolitische Missstände.1998 wurde er von der jüdischen Gemeinde Düsseldorf für sein politisches Engagement mit der Josef-Neuberger Medaille und 2006 von der Stiftung Erinnung mit dem Marion Samuel-Preis für sein Gesamtwerk ausgezeichnet.  Neben vielen anderen Preisen erhielt er 2012 den „Bernhard-Wicki-Ehrenpreis“ „Die Brücke“

Filmographie (Auszug):

• Paarungen (1967) frei nach August Strindberg
• O.K. (1970)
• Wer im Glaushaus liebt ... Der Graben (1971)
• Mitgift (1976) mit Senta Berger und Mario Adorf in den Hauptrollen
• Gefundenes Fressen (1976)
• Sonntagskinder (1980) Verfilmung eines Theaterstücks von Gerlind Reinshagen
• Die weiße Rose (1982)
• Killing Cars (1986)
• Das schreckliche Mädchen (1990)
• Mutters Courage (1995) nach einer autobiographischen Erzählung von George Tabori
• Der unbekannte Soldat (2006)
• Menschliches Versagen (2009)
• Die zweite Hinrichtung (2012)