Михаил Стельмах родился 11 (24) мая 1912 года в селе Дьяковцы (ныне Литинского района Винницкой области Украины в бедной крестьянской семье. В 1929 году по окончании школы поступил в Винницкий педагогический техникум, затем на литературный факультет Винницкого педагогического института, который окончил в 1933 году. В 1933—1939 годах работал учителем. В 1939—1945 годах служил в РККА, сначала рядовым артиллеристом, а с 1944 года после двух тяжёлых ранений и лечения в Уфе — корреспондентом Первого Украинского фронта «За честь Отчизны». Во время войны в Воронеже и Уфе были опубликованы сборники стихов Михаила Стельмаха. По окончании войны пришёл на работу в Институт искусствоведения, фольклора и этнографии АН УССР, где проработал до 1953 года.
М. А. Стельмах умер 27 сентября 1983 года. Похоронен в Киеве на Байковом кладбище.
Сын — известный писатель и сценарист Стельмах Я. М. (1949 — 2001).
Литературной деятельностью занимается с 1936 года. Автор трилогии романов: «Большая родня» (1950), «Кровь людская — не водица» (1957), «Хлеб и соль» (1959). Эта кинотрилогия была экранизирована на киностудии им. А. Довженко (фильмы «Кровь людская — не водица» (1960), «Дмитро Горицвит» (1961), «Люди не всё знают» (1963)). Он автор романов «Правда и кривда» (1961), «Дума про тебя» (1969), детских повестей «Гуси-лебеди летят» (1964), «Щедрый вечер» (1967).
По сценарию Михаила Стельмаха также были сняты фильмы: «Над Черемошем» (1954, режиссёр Г. Т. Крикун), «Живи, Украина!» (1958), «Хлеб и соль» (1970), «Гуси-лебеди летят» (1974), «Щедрый вечер» (1976).