Родился 25 мая 1939 года в Бёрнли, Ланкашир, Англия. Когда ему было 12, семья переехала в город Болтон – там он учился в школе, и там же впервые проявил интерес к актерскому мастерству благодаря местному театру, работающему на общественных началах. В 18 добился получения стипендии в колледже Святой Катарины в Кембридже, там же вступил в «Общество Марло», студенческий театральный клуб с полувековой историей. В осуществленных клубом постановках исполнял заметные роли в «Генрихе IV», «Цимбелине» и «Докторе Фаусте».
После окончания университета несколько лет работал в региональных театрах, а в Лондоне дебютировал на профессиональной сцене в спектакле «Запах цветов». В 1965 году влился в Национальную театральную труппу под управлением Лоуренса Оливье в театре «Олд Вик»; в 1969 году сыграл главные роли в «Ричарде II» по пьесе Уильяма Шекспира и «Эдуарде II» по пьесе Кристофера Марло. На протяжении двух последующих десятилетий стал одним из ведущих актеров британского театра; регулярно исполнял главные роли в Национальном театре и Королевской шекспировской компании. В 1977 выиграл свою первую (из пяти) премий Лоуренса Оливье за лучшую мужскую роль, в «Столпах общества» Генрика Ибсена.
После окончания университета несколько лет работал в региональных театрах, а в Лондоне дебютировал на профессиональной сцене в спектакле «Запах цветов». В 1965 году влился в Национальную театральную труппу под управлением Лоуренса Оливье в театре «Олд Вик»; в 1969 году сыграл главные роли в «Ричарде II» по пьесе Уильяма Шекспира и «Эдуарде II» по пьесе Кристофера Марло. На протяжении двух последующих десятилетий стал одним из ведущих актеров британского театра; регулярно исполнял главные роли в Национальном театре и Королевской шекспировской компании. В 1977 выиграл свою первую (из пяти) премий Лоуренса Оливье за лучшую мужскую роль, в «Столпах общества» Генрика Ибсена.
В кино и на телевидении снимался с конца 60-х, первую заметную главную роль сыграл в 1981 году в биографии писателя Д.Г. Лоренса «Служитель любви» (Priest in Love). В 1993-м году сыграл сразу три заметные роли в кино – появился в эпизодической роли в боевике «Последний киногерой» (Last Action Hero) с Арнольдом Шварценеггером, сыграл в популярной в том году драме «Шесть степеней отчуждения» (Six Degrees of Separation) c Дональдом Сазерлендом и молодым Уиллом Смитом, а также снялся в телевизионном фильме «Вирус» (And the Band Played On), за который был номинирован на премию «Эмми». В 1995-м сыграл главную роль в экспериментальной постановке Ричарда Лонкрэйна «Ричард III» (Richard III), за что был номинирован на премию BAFTA; в 1997-м появился в драме «Боги и монстры» (Gods and Insects), за работу в которой удостоился номинации на «Оскар».
В 2000-м году, в возрасте 61 года, превратился в востребованного актёра голливудских блокбастеров – сыграл в фильме «Люди Икс» (X-Men, 2000) могущественного мутанта Магнето, а годом позже появился в роли Гэндальфа в экранизации «Властелина колец» (The Lord of the Rings) Питера Джексона. Оба фильма стали частью цикла – Магнето Маккеллен сыграл в четырёх фильмах, Гэндальфа – в шести. Роль в фильме «Братство кольца» (The Fellowship of the Ring, 2001), первом в трилогии «Властелин колец», также принесла ему ещё одну номинацию на премию «Оскар». В 2015-м году снялся в картине Билла Кондона «Мистер Холмс» (Mr. Holmes), которая открывала XVI фестиваль Новое британское кино в Москве. Был возведён в рыцари Британской империи в 1991 году.