В годы Второй мировой войны Штирлиц был сотрудником VI отдела РСХА, которым заведовал бригадефюрер СС Вальтер Шелленберг. В оперативной работе в РСХА использовал псевдонимы «Брунн» и «Бользен». В 1938 году работал в Испании («Испанский вариант»), в марте-апреле 1941-го в составе группы Веезенмайера — в Югославии («Альтернатива»), а в июне — в Польше и на оккупированной территории Украины, где общался с Оберлендером, Бандерой и Мельником («Третья карта»).

В 1943 год побывал под Сталинградом, где продемонстрировал исключительное мужество под советскими обстрелами.

Начальником же IV отдела РСХА был группенфюрер СС Генрих Мюллер, который Штирлица всё время ловил, что и удалось в апреле 1945 года, однако стечение обстоятельств и хаос, творившийся при штурме Берлина, сорвали планы Мюллера по использованию Штирлица в игре против командования Красной Армии («Приказано выжить»). В конце войны Сталин поручил Штирлицу ответственное задание: сорвать сепаратные переговоры немцев с Западом. Начиная с лета 1943 года Гиммлер через своих доверенных лиц начал осуществлять контакты с представителями западных спецслужб с целью заключения сепаратного мира. Благодаря мужеству и интеллекту Штирлица эти переговоры были сорваны.

Из американцев, ведших закулисные переговоры с лидерами Третьего рейха, Семёнов указывает на Аллена Даллеса, который возглавлял американскую штаб-квартиру в Берне, Швейцария.

Любимый напиток Штирлица — армянский коньяк, сигареты — «Каро». Он водит машину марки «Хорьх». В отличие от Джеймса Бонда, к женщинам Штирлиц относится хладнокровно. На зазывы проституток он обычно отвечает: «Нет, лучше кофе». Речевая характеристика, повторяющаяся из произведения в произведение: фразы часто заканчивает вопросом «Нет?».

Перед окончанием войны Штирлицу было присвоено звание Героя Советского Союза. После окончания войны Штирлиц в бессознательном состоянии (ранен советским солдатом) вывозится немцами в Испанию, откуда попадает в Южную Америку. Там он выявляет законспирированную сеть фашистов, сбежавших из Германии.

Во время и после войны работал под несколькими псевдонимами: Бользен, Брунн и др. В качестве имени обычно использовал вариации имени «Максим»: Макс, Массимо. («Экспансия»)

В Аргентине и Бразилии работает вместе с американцем Полом Роумэном. Здесь они выявляют конспиративную нацистскую организацию «ОДЕССА», которой руководит Генрих Мюллер, а затем осуществляют выявление агентурной сети и захват Генриха Мюллера. Понимая, что после речи Черчилля в Фултоне и устроенной Гувером «охоты за ведьмами» Мюллер может избежать наказания за свои преступления, они решают выдать его советскому правительству. Штирлиц отправляется в советское посольство, где сообщает кто он такой, а также информацию о местонахождении Мюллера. Сотрудники МГБ осуществляют арест Штирлица и на теплоходе переправляют в СССР. В 1947 году на советском теплоходе прибывает в СССР и попадает в тюрьму («Отчаяние»). Там он встречается с Раулем Валленбергом и ведёт собственную игру. Тем временем его сына и жену расстреливают по распоряжению Сталина. После смерти Берии Штирлиц выходит на свободу.

Через месяц после освобождения он начинает работать в Институте Истории по теме «Национал-социализм, неофашизм; модификации тоталитаризма». Ознакомившись с текстом диссертации, секретарь ЦК Суслов порекомендовал присвоить товарищу Владимирову учёную степень доктора наук без защиты, а рукопись изъять, передав в спецхран…

Ещё один раз он встретится со своими старыми знакомыми по РСХА, бывшими нацистами, в Западном Берлине в 1967 году («Бомба для председателя»). На этот раз постаревшему, но не утратившему хватки Исаеву удалось предотвратить похищение ядерных технологий частной корпорацией, и столкнуться с радикальной сектой из Юго-Восточной Азии.

Прототипы

    * Традиционно считается, что одним из прототипов Штирлица стал советский разведчик Рихард Зорге, но фактов биографических совпадений у Штирлица и Зорге не просматривается.
    * Ещё один возможный прототип Штирлица — Вилли Леман, гауптштурмфюрер СС, сотрудник IV отдела РСХА (гестапо). Немец, страстный игрок на скачках, он был завербован в 1936 году советской разведкой, сотрудник которой ссудил ему денег после проигрыша, а затем предложил поставлять секретные сведения за хорошую плату (по другой версии, Леман самостоятельно вышел на советскую разведку, руководствуясь идейными соображениями). Носил оперативный псевдоним «Брайтенбах». В РСХА занимался противодействием советскому промышленному шпионажу.
      Леман провалился в 1942 году, при обстоятельствах, близких к описанным Семёновым: его радист Барт, антифашист, во время хирургической операции, под наркозом, начал говорить о шифрах и связи с Москвой, и врачи просигнализировали в гестапо. В декабре 1942 года Леман был арестован и через несколько месяцев расстрелян. Факт предательства столь высокопоставленного офицера СС был скрыт — даже жене Лемана сообщили, что её муж погиб, попав под поезд. История Лемана рассказана в мемуарах Шелленберга, из которых её, очевидно, и позаимствовал Семёнов.
    * По сообщению газеты «Вести», прототипом Штирлица был советский разведчик Исай Исаевич Боровой, живший в Германии с конца 1920-х годов, а позднее работавший в ведомстве Гиммлера. В 1944 году был арестован, после смерти Сталина был главным свидетелем обвинения на процессе по делу Берии.
    * Весьма вероятным прототипом Штирлица мог быть брат Сергея Михалкова — Михаил Михалков. Юлиан Семёнов был женат на Екатерине — дочери Натальи Петровны Кончаловской от первого брака. Вот факты биографии М. В. Михалкова: в начале Великой Отечественной войны служил в особом отделе Юго-Западного фронта. В сентябре 1941 года попал в плен, бежал и далее продолжал службу в тылу врага в качестве агента-нелегала, снабжая разведорганы Красной Армии важными оперативными сведениями. Дослужился до командира танковой роты в танковой дивизии СС «Мёртвая голова».[источник не указан 25 дней] В 1945 году, незадолго до победы, Михаил Владимирович во время боя в немецкой форме перешёл фронт и был задержан органами военной контрразведки «СМЕРШ». По обвинению в сотрудничестве с немецкой разведкой отбыл пять лет заключения, сначала в лефортовской тюрьме, позднее, в одном из лагерей на Дальнем Востоке. В 1956 году реабилитирован. Возможно (и скорее всего) Юлиан Семёнов почерпнул часть истории Штирлица из семейных рассказов Михаила Михалкова.