Geboren am 25. September 1957 in Chicago, musste Michael Madsen zunächst durch eine harte Kindheit, bevor er sich der Schauspielerei widmete. Seine Eltern trennten sich früh und er geriet des Öfteren in Konflikt mit dem Gesetz. Seine Karriere begann schließlich, als er zur berühmten "Steppenwolf Theatre Company" kam und unter anderem mit Schauspielgrößen wie John Malkovich zusammenarbeitete.
Anfang der 1980er war Michael Madsen dann das erste Mal auf der großen Leinwand und im TV zu sehen, lange jedoch in kleineren Nebenrollen wie dem Boyfriend von Susan Sarandon in "Thelma und Louise". Erst mit seiner Rolle des "Mr. Blonde" in Quentin Tarantinos "Reservoir Dogs" wurde er einem größeren Publikum bekannt und konnte seinem Steckbrief Parts in "Free Willy", "Wyatt Earp" und "Donnie Brasco" hinzufügen. Als eine seiner größten Fehlentscheidungen während seiner Karriere als Schauspieler bezeichnete Madsen, dass er die Rolle des "Vincent Vega" im Kultfilm "Pulp Fiction" ausschlug, mit der schließlich John Travolta sein Comeback feierte.
Den ganz großen Sprung in die A-Riege der Hollywoodstars gelang Michael Madsen zwar nicht, doch war und ist er einer der meistbeschäftigten Schauspieler der USA und erspielte sich mit seinen Rollen in "Kill Bill" und "Sin City" eine große Fangemeinde. Daneben ist das Ausnahmetalent allerdings auch erfolgreich als Dichter und Fotograf unterwegs: Für seine Lyrik erhielt er sogar einige Preise. Privat ist Michael Madsen in dritter Ehe mit DeAnna Madsen verheiratet, mit der er drei Söhne hat. Zwei weitere Jungs stammen aus vorherigen Beziehungen des Schauspielers.