Seine Schauspielausbildung absolvierte Klaus Manchen an der Staatlichen Schauspielschule Berlin, der heutigen Hochschule für Schauspielkunst „Ernst Busch“. Im Anschluss daran arbeitete er von 1964 bis 1965 an der Vereinigung von Volksbühne und Maxim-Gorki-Theater. Nach Auflösung des Zusammenschlusses entschied er sich für das Maxim-Gorki-Theater und war dort von 1965 bis 2002 festes Ensemblemitglied.
Nebenbei nahm er Film- und Fernsehaufgaben für das Fernsehen der DDR und die DEFA wahr, u. a. in Konrad Wolfs Ich war neunzehn, in Lotte in Weimar oder im DEFA-Indianerfilm Der Scout, in dem er als Sergeant Anderson den Gegenspieler des von Gojko Mitić verkörperten Indianerhäuptlings „Weiße Feder“ spielte.
Seit 2002 arbeitet er als freischaffender Schauspieler für Film- und Fernsehproduktionen.