Народився 24 травня 1912 року в селі Дяківцях (тепер Літинського району Вінницької області) у родині селянина, ветерана російсько-японської війни Панаса Стельмаха. Мати — білоруска. У дев’ять років, його віддали до школи. Після її закінчення вступив до школи колгоспної молоді, а в 1928 році оголосив молодіжну бригаду, з колишніх наймитів. Спершу майбутній письменник навчається у Вінницькому педагогічному технікумі. У 1933 році закінчив літературний факультет Вінницького педагогічного інституту До 1939 вчителював у селах Київщини. 1939 року мобілізований до Червоної армії, учасник німецько-радянської війни. Як солдат-артилерист воював у Білорусі, був двічі поранений. З 1944 працював у редакції газети 1-го Українського фронту «За честь Родины». Під час війни у Воронежі та Уфі вийшли під редакцією М. Рильського дві збірки фронтових віршів Михайла Стельмаха: «Провесінь», «За ясні зорі» (1942); в 1943 році — в Уфі надрукована книжка оповідань «Березовий сік» під редакцією Юрія Яновського. Після війни, на запрошення поета Максима Рильського, став співробітником Інституту фольклору, етнографії та мистецтва АН УРСР (1945–1953 роки). Обирався депутатом Верховної Ради СРСР 6-9 скликань, був заступником голови Ради Національностей. 1972 – був удостоєний звання Героя Соціалістичної Праці. Помер 27 вересня 1983 у Києві. Похований на Байковому цвинтарі