Виктор Михайлов родился в Ленинграде; в 1968 году окончил актёрское отделение факультета драматического искусства ЛГИТМиКа (мастерская Л. Ф. Макарьева). Некоторое время был актёром Рязанского драматического театра, затем вернулся в Ленинград, служил в Большом драматическом театре и в Театре драмы им. А. С. Пушкина.
В кинематографе Виктор Михайлов дебютировал в 1966 году в эпизодической роли в фильме Ларисы Шепитько «Крылья». Наиболее запомнившейся зрителям киноролью Михайлова стал Горохов в фильме Ю. Б. Мамина «Окно в Париж».

Работал в Рязанском драматическом театре, в БДТ имени Горького, в Ленинградском театре имени Пушкина.

В начале 1989 года у актёра была обнаружена желчекаменная болезнь. Ушёл из жизни 18 марта 1994 года после неудачно проведённой операции по удалению язвы желудка. Похоронен на кладбище в Комарове под Санкт-Петербургом.
Жизни и творчеству актера посвящена глава 14 цикла "Чтобы помнили" Леонида Филатова.