Armin Mueller-Stahl, geboren am 17. Dezember 1930 im damals ostpreußischen Tilsit (heute: Sowetsk, Kaliningrad), studierte Musikwissenschaft und Geigenspiel in Berlin und legte 1949 das Musiklehrerexamen ab. Im Anschluss wollte er Schauspielerei studieren, wurde jedoch "wegen mangelnder Begabung" abgelehnt. Trotzdem erhielt er 1952 am Berliner Theater am Schiffbauerdamm ein Engagement und ist 1954 auch an der Volksbühne zu sehen.

Ab 1955 stand Stahl auch für Kino- und TV-Produktionen der DEFA vor der Kamera. Größere Beachtung erfuhr er erstmals 1960 durch seine Leistung in dem mehrteiligen Fernsehfilm "Flucht aus der Hölle" von Hans-Erich Korbschmitt. Im Lauf seiner DEFA-Karriere war Mueller-Stahl wiederholt in Filmen des renommierten Regisseurs Frank Beyer zu sehen, so etwa als Franzose in "Fünf Patronenhülsen" (1960), als Antifaschist Michael in "Königskinder" (1962) und als Roman Schtamm in "Jakob der Lügner" (1974). Großes Lob erhielt er auch für seine beeindruckende Darstellung eines Blinden in Egon Günthers "Der Dritte" (1971).

Popularität bei einem Massenpublikum erlangte Armin Mueller-Stahl nicht zuletzt durch seine Mitwirkung in TV-Mehrteilern wie etwa der Fallada-Adaption "Wolf unter Wölfen" (1965) von Hans-Joachim Kasprzik, oder in der Reihe "Das unsichtbare Visier" (1973-1975) als sozialistische Antwort auf James Bond. Zu seinen großen Erfolgen dieser Zeit gehörten außerdem der DEFA-Western "Tödlicher Irrtum" (1970) oder Roland Gräfs Thriller "Die Flucht" (1977), in dem er als Kinderarzt eine starke darstellerische Präsenz zeigte. Daneben war Mueller-Stahl als Synchron- und Rundfunksprecher tätig und trat auf Varietébühnen mit eigenen Liedern und Chansons auf.

1976 nahm seine Karriere ein plötzliches Ende, als er sich öffentlich gegen die Ausbürgerung des DDR-kritischen Liedermachers Wolf Biermann engagierte: Mueller-Stahl wurde von Rollenangeboten ausgeschlossen, was in der DDR einem Berufsverbot gleichkam. 1980 siedelte er schließlich in den Westen über. Die Erlebnisse dieser Zeit verarbeitete er in dem Roman "Verordneter Sonntag".

In der Bundesrepublik konnte Mueller-Stahl seine Karriere jedoch fortsetzen. Durch Rollen in TV-Filmen wie "Collin" (1981, Regie: Peter Schulze-Rohr) nach dem Roman von Stefan Heym und Kinoarbeiten wie der Hauptrolle in Rainer Werner Fassbinders Wirtschaftswunder-Film "Lola" (1981; Bundesfilmpreis für Stahl) oder István Szabós "Oberst Redl" (1984) stieg er schnell zu einem auch international gefragten Star auf: So spielte er in internationalen Produktionen wie Patrice Chéreaus "L"homme blessé" (1983), als Kriegsverbrecher in Constantin Costa-Gavras' "Music Box" (1989), als jüdischer Patriarch in "Avalon" (1990) und als ostdeutscher Taxifahrer in New York in Jim Jarmuschs "Night on Earth" (1991). Mit der Hitler-Satire "Gespräch mit dem Biest - Conversation with the Beast" gab er 1996 sein Debüt als Regisseur und Autor und übernahm zudem die Hauptrolle.

In den 1990er Jahren wechselte Mueller-Stahl beständig zwischen Deutschland und den USA, wo er auch in TV-Produktionen spielte, so den Rabbi Heller in Joan Micklin Silvers "In the Presence of Mine Enemies" (1997) und den Geschworenen Nr. 4 in William Friedkins Neuverfilmung von "12 Angry Men" (1997) oder "The X-Files – The Movie" (1998). Ebenfalls 1997 erhielt er eine Oscar-Nominierung für seine Darstellung von David Helfgotts Vater in der australischen Produktion "Shine" unter der Regie von Scott Hicks. Im gleichen Jahr wurde er mit der "Berlinale Kamera" für sein Lebenswerk geehrt.

2001 übernahm er die Rolle des Thomas Mann in Heinrich Breloers hoch gelobtem Fernseh-Mehrteiler "Die Manns – Ein Jahrhundertroman" – eine Rolle, die ihm nicht nur großes Kritikerlob einbrachte, sondern auch einen Grimme-Preis als "Bester Darsteller". Sieben Jahre später, kurz nach seiner ungewöhnlichen Rolle als Gangsterboss in David Cronenbergs "Eastern Promises" ("Tödliche Versprechen") arbeitete er erneut mit Breloer zusammen: In der prominent besetzten, aufwändig produzierten Kinoadaption von "Die Buddenbrooks" verkörperte er den Familienpatriarchen Johann Buddenbrook.

In Tom Tykwers Thriller "The International" (USA/DE 2009) hatte Stahl eine Schlüsselrolle als ehemaliger Stasi-Offizier, der in die mörderischen Geschäfte einer mächtigen Bank verwickelt ist. Unter der Regie von Ron Howard sah man ihn anschließend in der Bestsellerverfilmung "Illuminati" (USA 2009) als Kardinal und päpstlichen Zeremonienmeister, gefolgt von der Verkörperung des deutschen Generalfeldmarschalls Wilhelm Ritter von Leeb in dem Kriegsfilm "Leningrad" ("Leningrad – Die Blockade", RU/UK 2009).

Danach zog sich der inzwischen fast 80-jährige für einige Jahre von der Schauspielerei zurück. 2014 wurde er beim Filmfestival Locarno mit einem Preis für sein Lebenswerk geehrt; im Jahr darauf folgte der Preis für das Lebenswerk beim Zürich Filmfestival. Für den legendären amerikanischen Regisseur Terrence Malick kehrte Armin Mueller-Stahl schließlich noch einmal vor die Kamera zurück: In dem philosophischen Drama "Knight of Cups" (USA 2015) spielte er einen weisen Priester.

Mueller-Stahl, der in mehr als 130 nationalen und internationalen Kino- und Fernsehfilmen mitgewirkt hat, ist auch als Maler, Musiker und Schriftsteller aktiv. In den Büchern "Drehtage" (1991) und "Unterwegs nach Hause" (1996) reflektierte er sein Leben und seine Arbeit. Es folgten 1998 die Liebesgeschichte "In Gedanken an Marie Louise" und 2004 die Erzählung "Hannah".