Оперный и камерный певец (бас). С 1909 г. пел в церковных хорах. В 1914 г. рукоположен дьяконом.
С 1918 г. - протодиакон. Служил в Омске, Казани, Москве. В 1930-1932 г. - солист Всесоюзного радиокомитета г. Москвы.
В 1932-1956 г. - ведущий солист Большого театра. Знаменитые партии:
Варяжский гость ("Садко"),
Иван Сусанин ("Иван Сусанин"),
Кончак ("Князь Игорь"),
Дед Мороз ("Снегурочка"),
Чуб ("Черевички"),
Андрей Дубровский ("Дубровский"),
Гремин ("Евгений Онегин") и др. В 1940 г. артисту было присвоено звание "Народный артист СССР". Он дважды становился лауреатом Сталинской премии первой степени - в 1941 г. за выдающиеся достижения в области театрально-вокального искусства, и в 1942 г. за исполнение партии Чуба ("Черевички"
П.И. Чайковского). Снимался в фильмах: "Черевички" (1944) - Чуб; "Иван Грозный" (1944) - Протодьякон; "Борис Годунов" (1956) - Пимен.
Скончался М.Д. Михайлов 30 марта 1971 года, похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище (7 уч. 19 ряд, правая сторона 7 уч.). Рядом с ним похоронены его близкие. Авторы памятника на могиле: скульптор А. Елецкий, архитектор А. Усачёв.