Klaus Manchen, geboren am 1. Dezember 1936 in Breslau, absolvierte eine Ausbildung an der Staatlichen Schauspielschule Berlin (heute: Hochschule für Schauspielkunst Ernst Busch). 1965 wurde er ins Ensemble des Maxim-Gorki-Theaters berufen, dem er bis 2002 als festes Mitglied angehörte. Daneben stand er unter anderem am Hans Otto Theater Potsdam und am Schauspielhaus Zürich auf der Bühne.

Ab Ende der 1960er Jahre wirkte Manchen immer wieder auch in Kino- und Fernsehproduktionen mit, meist in Nebenrollen. Sein Leinwanddebüt gab er mit einem kleinen Auftritt als blinder Soldat in Konrad Wolfs Kriegsdrama "Ich war neunzehn" (DD 1968). Zu seinen bekanntesten Kinofilmen gehören Egon Günthers Liebesfilm "Der Dritte" (DD 1972), in dem er den gebundenen Geliebten einer jungen Frau spielte; die Familienkomödie "Ein Sonntagskind, das manchmal spinnt" (DD 1978), in der er einen Familienvater gab; der DEFA-Western "Der Scout" (1983), in dem er Sergeant Anderson, den Gegenspieler des von Gojko Mitić verkörperten Indianerhäuptlings spielte; und Ralf Kirstens "Wo andere schweigen" (DD 1984), ein Drama über die letzten Lebenstage der sozialistischen Politikerin Clara Zetkin.

Nach der Wende wirkte Manchen vor allem in TV-Produktionen mit. So hatte er Nebenrollen in einer Reihe von Fernsehspielen und Gastrollen in Serien sowie in zahlreichen Folgen der Krimireihen "Tatort" und "Polizeiruf 110". Auf der großen Leinwand sah man Klaus Manchen ab den 1990er Jahren seltener. In dem Drama "Der Blaue" (1994), über einen ehemaligen Stasi-Spitzel, der im Westen von seiner Vergangenheit eingeholt wird, verkörperte er einen Stasi-Führungsoffizier. In "Aimée & Jaguar" (1998) spielte er einen kleineren Part als Ehemann.

Erst nach seinem Ausscheiden aus dem Ensemble des Gorki-Theaters 2002 konzentrierte Klaus Manchen sich vor allem auf die Arbeit vor der Kamera. Eine Schlüsselrolle hatte er in Dominik Grafs "Der rote Kakadu" (2006) als obrigkeitskritischer Ex-Fabrikant in der DDR, der den jungen Protagonisten zur Flucht in den Westen rät. Außerdem gehörte er zu den Ensembles von Hans Steinbichlers "Winterreise" (2006), des Familiendramas "Die Liebe der Kinder" (2009), Matti Geschonnecks Berliner Kiez-Geschichte "Boxhagener Platz" (2010) und des vielfach preisgekrönten Neonazi-Dramas "Kriegerin" (2011).

Im Fernsehen hatte er von 2008 bis 2011 eine durchgehende Rolle in der Serie "Die Stein", als Vater einer leidenschaftlichen Potsdamer Lehrerin. Seit 2011 spielt er in den Rostocker Folgen von "Polizeiruf 110" die wiederkehrende Rolle des Veit Bukow, Halbwelt-Größe und Vater des Kripo-Mannes Alexander Bukow (Charly Hübner). In einer seltenen Kinohauptrolle war Klaus Manchen in der Tragikomödie "Willkommen bei Habib" (2013) zu sehen. Darin spielte er einen Mann, der mit dem Leben abgeschlossen hat, jedoch ein letztes Mal mit seiner Tochter telefonieren und sie um Verzeihung bitten will. Ende 2013 gehörte er an der Seite von Maria Schrader und Ursula Werner zum Ensemble der Dramedy "Schwestern", über eine säkulare Familie, deren jüngste Tochter in ein Kloster eintreten will.

In den folgenden Jahren wurden die Auftritte von Manchen, der 2016 seinen 80. Geburtstag feierte, seltener. Man sah ihn in einer Folge der Serie "Tannbach" (2015) und in einer kleinen Nebenrolle als Fischer in der Siegfried-Lenz-Verfilmung "Schweigeminute" (2016, TV). Vor allem aber verkörperte er bis 2020 weiterhin den halbseidenen Veit Bukow in den Rostocker "Polizeiruf 110"-Folgen. Nach dem Ausscheiden aus der Serie sagte Manchen in einem Interview, dass er wahrscheinlich keine weiteren Filme mehr machen werde.  

Zuvor trat er allerdings noch im hochkarätig besetzten Ensemble-Film "Leif in Concert - Vol. 2" auf, als Besitzer einer Musikkneipe, in der ganz unterschiedliche Charaktere aufeinandertreffen. Der bereits 2017 gedrehte Film kam im Sommer 2020 in die Kinos.

Klaus Manchen war in erster Ehe mit der Schauspielerin Christine Schorn verheiratet. Mit seiner zweiten Frau Karola lebte er im brandenburgischen Hoppegarten, wo er am 27. September 2024 im Alter von 87 Jahren starb.