Detlev Müller-Siemens wurde am 30.7.1957 in Hamburg geboren. Ab 1970 studierte er an der dortigen Hochschule für Musik Komposition (bei Günter Friedrichs, von 1973 bis 1980 bei György Ligeti), Klavier (bei Konrad Richter und Volker Banfield) und Dirigieren (bei Christoph von Dohnányi und Klauspeter Seibel). 1977 hielt er sich zu Studien bei Olivier Messiaen in Paris auf. Er setzte seine Klavierausbildung bei Volker Banfield fort und studierte von 1978-80 in Hamburg bei Christoph von Dohnányi sowie 1985 bei Klauspeter Seibel Dirigieren. 1981 kehrte er als Dirigierassistent an der Opéra de Paris für "Le Grand Macabre" von György Ligeti nach Paris zurück. Von 1986 bis 1988 war er Kapellmeister der Städtischen Bühnen Freiburg/Breisgau.

Müller-Siemens erhielt zahlreiche Auszeichnungen und Stipendien; unter anderem war er 1980 und 1982 Gast in der Villa Massimo in Rom. 1985 folgte der Hindemith-Preis der Hindemith-Stiftung, 1988 das Rolf-Liebermann-Stipendium und 1990 der Rolf-Liebermann-Förderpreis für die Oper "Die Menschen" (nach Walter Hasenclever). 1991 hat er eine Professur für Komposition an der Musik-Akademie Basel angetreten, ab März 2005 erhält er eine Professor für Komposition an der Universität für Musik und darstellende Kunst in Wien.

Sein Schaffen umfasst Werke für das Musiktheater, Orchesterwerke, Solokonzerte, mehrere Ensemble-Stücke, Kammer- und Klaviermusik. Seine jüngste Kammeroper "Bing" (nach Samuel Beckett) wurde im Jahr 2001 von der Oper Bonn Uraufführung gebracht.

Detlev Müller-Siemens lebt in Wien und Basel.