Michael Stuhlbarg, 5 Temmuz 1968'de Long Beach, Kaliforniya'da, Philanthropist Susan ve Mort Stuhlbarg'ın oğlu olarak dünyaya geldi; ve Reform Yahudisi geleneklerine göre yetiştirildi. Juilliard Okulu'nda eğitim aldı ve 1992'de Güzel Sanatlar Lisans derecesi ile mezun oldu. Ayrıca, University of California, Los Angeles, Litvanya Müzik ve Tiyatro Akademisi, British American Drama Academy ve Londra Üniversitesi'nde de oyunculuk eğitimi aldı. Marcel Marceau'dan pantomim dersleri alan  Stuhlbarg, kariyerine sahne prodüksiyonlarında başladı ve 1993 yılında Saint Joan oyununda VII. Charles'i canlandırdı. 1996 yapımı Eugene O'Neill'in Long Day's Journey into Night oyunundaki performansı ile Elliot Norton Ödülü’nü kazandı. 1998 yılında Renee Zellweger'ın başrolünde oynadığı A Price Above Rubies ile sinema dünyasına adım attı. 2005 yılında Broadway'de Martin McDonagh'ın The Pillowman oyununda Michal rolüyle Drama Desk Ödülü kazandı ve Tony Ödülü'ne aday gösterildi.

Stuhlbarg, 2009'da Coen Kardeşler'in kara komedisi A Serious Man'de Larry Gopnik rolüyle büyük bir çıkış yakaladı ve bu performansı ile Altın Küre'ye aday gösterildi. Ardından HBO'nun Boardwalk Empire dizisinde Arnold Rothstein'ı canlandırdı. Lincoln (2012), Hitchcock (2012), Hugo (2011), Arrival (2016), ve Doctor Strange (2016) gibi birçok önemli filmde rol aldı. 2017 yılında ise arka arkaya Call Me by Your Name, The Shape of Water ve The Post filmlerinde boy göstererek seyircisi ile buluştu. Son yıllarda Stuhlbarg, televizyon ve sinemada dikkat çekici roller oynamaya devam etti. 2018'de The Looming Tower dizisinde Richard A. Clarke'ı canlandırarak Primetime Emmy Ödülü'ne aday gösterildi. 2021'de Dopesick dizisinde Richard Sackler rolüyle ikinci kez Primetime Emmy adaylığını aldı. Bryan Cranston’ın başrolünde olduğu ve bir İsrail tv yapımının uyarlaması olan “Your Honor” dizisinde Jimmy Baxter karkaterini canlandırdı. 2024'te Broadway'e Peter Morgan'ın Patriots oyununda Boris Berezovsky rolüyle geri döndü ve ikinci Tony Ödülü adaylığını kazandı.

Stuhlbarg sinema kariyerinde yakın dönemde üretken bir oyuncu olmaya devam etmiş ve Beckett (2021) filminde Robert "Bob" Hanson karakterine, Sam Raimi’nin yönetmenliğinde hayat geçen Doctor Strange in the Multiverse of Madness (2022) filminde Nicodemus West’e, romantik korku filmi Bones and All (2022)’da Jake’e, Doug Liman imzalı The Instigators (2024) filminde Mr. Besegai karakterine ve de son olarak After the Hunt adlı yapımda Frederik Olsson karakterine hayat vermiştir.