Михаил долгое время боролся с помощью Ольгерда литовского против влияния Дмитрия Ивановича московского на тверские дела. Михаил присоединил Кашин и провозгласил себя великим князем Тверским в 1382г. Вместе с тем претензии Михаила на великое княжение Владимирское оказались неудачными из-за позиции Золотой Орды, лишь кратковременно поддерживавшей его в период правления тёмника Мамая, а после объединения ханом Тохтамышем сделавшей Владимир наследственной собственностью московских князей.
Михаил родился в 1333 г., когда его отец находился в изгнании в Пскове. Вернувшись в Тверь, Александр Михайлович перед смертью пожаловал сыну в удел Микулин, хотя, конечно, ввиду малолетства, Михаил правил не сам, а через наместников. В 1341 г. Михаил был увезен в Новгород для обучения грамоте у архиепископа Василия, после чего летописи надолго замолчали о нем.
Когда Михаил перебрался в свой удел — неизвестно. Однако к 1362 г. он успел заслужить любовь не только микулинцев, но и тверичей. Приязнь эта была столь сильна, что тверской князь Василий Михайлович I стал опасаться за свое положение и пошел войной на Михаила, но до сражения дело не дошло. В 1364 г. Михаил Александрович еще больше усилился, получив по завещанию Семёна Константиновича Дорогобуж. Тут против него оборотился еще и Еремей Константинович, которого Семён обошел в завещании. Василий Михайлович и Еремей Константинович пожаловались Дмитрию Донскому, который тогда как раз начал прибирать окрестных князей «под свою волю». Микулинский князь не пожелал покориться Дмитрию и уехал за помощью в Литву. Воспользовавшись его отсутствием, Василий и Еремей «сотворили протор великий» владыке Василию за его решение по делу о дорогобужском наследстве и наказали тверичей за их любовь к Михаилу.
В 1366 г. Михаил вернулся с литовским войском, взял в плен жен Василия и Еремея, многих их слуг и бояр. Те были вынуждены просить мира. На следующий год Михаила вызвали в Москву для разговора о тверских делах и, несмотря на уверения митрополита в безопасности, арестовали. Лишь вмешательство татар вынудило Дмитрия Ивановича освободить микулинского князя. Однако Дмитрий отнял у него Городок, доставшийся в наследство от Семёна Константиновича, и посадил там Еремея со своим наместником.
В 1368 г. умер Василий Михайлович I , и Михаил Александрович стал тверским князем не только фактически, но и юридически. Дмитрий Иванович сразу же двинул на него полки, но Михаил обратился в Литву за помощью, 21 ноября разбил на Тростне сторожевой полк москвичей и осадил Дмитрия в Москве. Тот был вынужден выдать Михаилу Еремея и целовал крест, обещая оставить Тверь в покое.
Однако, видя, как Дмитрий Иванович повел себя по отношению к Смоленску и Брянску, пославших свои полки на Москву с литовцами, Михаил понял, что спокойной жизни у него не будет. Он укрепил тверской кремль, обновив деревянные стены и обмазав их глиной. В 1370 г. Дмитрий Иванович сложил крестное целованье и разорил Тверскую землю, взяв Зубцов и Микулин. Михаил вновь бежал в Литву, но Ольгерд был занят войной с немцами и отказал родственнику в помощи. Тогда Михаил поехал в Орду, где выхлопотал ярлык на Великое княжество Владимирское. Но Дмитрий Иванович уже не обращал внимания на ярлыки и приказал изловить Михаила на обратном пути. Верные люди предупредили тверского князя, и он вновь отправился в Литву. Там с помощью сестры, бывшей замужем за Ольгердом, он все-таки добился военной поддержки. Литовцы осадили Москву и пограбили окрестности, однако, услышав о том, что Владимир Андреевич Серпуховский собирается идти на Тверь, поспешили заключить мир.
Весной 1371 года тверской князь отправился в Орду и выхлопотал там ярлык на великое княжение Владимирское. Ордынцы предлагали ему свои войска, чтобы помочь утвердиться во Владимире, но Михаил отказался и возвратился обратно на Русь только с ханским послом Сарыходжой. Однако Дмитрий Московский взял со всех городов присягу не пускать Михаила. Когда Сарыходжа послал звать Дмитрия во Владимир к ярлыку, тот велел передать ему: «К ярлыку не еду, Михаила на княжение Владимирское не пущу; а тебе, послу, путь чист». Отдав ярлык Михаилу, посол отправился из Мологи в Москву, а тверской князь, недовольный поворотом дела, разорил Кострому, Мологу, Углич и Бежецкий Верх. После этого он вернулся в Тверь и отправил в Орду своего сына Ивана.
Туда же отправился и Дмитрий Московский, который сумел убедить темника Мамая оставить великое княжение за ним. Тверскому же князю из Орды было передано послание: «Мы тебе дали великое княжение, давали и войско, чтоб посадить тебя на нем; но ты войска нашего не взял, говорил, что сядешь одною своею силою; так сиди теперь с кем хочешь, а от нас помощи не жди». Сын Михаила Иван задолжал в Орде 10000 рублей, что вдвое превышало размер годовой дани в Орду с владимирского великого княжения. Дмитрий выкупил его и забрал с собой в Москву, где он жил на митрополичьем дворе, пока его не выкупил отец. Войска Дмитрия захватили Бежецк, убив михаилова наместника, и пограбили тверские волости.
В 1372 г. Михаил Васильевич Кашинский, до этого не принимавший участие в распре, целовал крест Дмитрию Ивановичу. Так Михаил Александрович получил у себя под боком еще одного врага, и положение его стало критическим. Он вновь обратился за помощью к Ольгерду. Тот организовал очередной поход на Москву, закончившийся разгромом литовского сторожевого полка у Любутска и перемирием. К счастью, у Дмитрия были и другие дела, кроме Твери. В конце 1373 г. Москва и Тверь заключили мир, и Дмитрий отпустил домой княжича Ивана Михайловича, которого в свое время выкупил в Орде.
Мир продержался два года, пока в Тверь из Москвы не сбежали знатные люди Иван Вельяминов и Некомат Сурожанин. Михаил сложил крестное целованье, отправил Некомата в Орду за ярлыком, а сам поехал в Литву за помощью. Дмитрий с большим войском осадил Тверь. На этот раз вся Северо-Восточная Русь была против Михаила Тверского из-за его сношений с татарами. Видя силу Москвы, даже литовцы не решились вступиться за Михаила. Тот был вынужден просить мира, отказавшись от притязаний на Владимирское великое княжество и признав независимость Кашинского княжества. Кроме того, Михаил Александрович признал себя младшим братом Дмитрия Ивановича. Последующие годы Михаил и Дмитрий жили в мире, однако об их реальных взаимоотношениях красноречиво говорит тот факт, что никто из тверских князей не участвовал в Куликовской битве.
В 1382 г. умер бездетный князь Василий Михайлович II Кашинский, и его удел вернулся к Михаилу Александровичу, который поделил его между своими детьми.
Разорения Твери полчищами Тохтамыша удалось избежать. Михаил задарил хана и даже получил от того какой-то ярлык. Видимо, обретя надежды на большее, Михаил поехал в Орду. Туда же отправился московский княжич Василий Дмитриевич с боярами. Михаил пробыл в Орде год, но великого княжения так и не получил.
Неизвестно, собирался ли Михаил продолжать борьбу с Москвой, но на всякий случай он укрепил Тверь и женил своих сыновей на литовских княжнах. Он до последних дней жизни пытался добыть в Орде ярлык на великое княжение, но не преуспел в этом и 26 августа 1399 г. скончался.
Перед смертью приняд постриг в тверском Афанасьевском монастыре, погребен в Спасском соборе Твери. Завещал великое княжение не только сыну Ивану, но и его детям Александру и Ивану, тем самым отказавшись от старого порядка наследования.
Канонизирован. Герой (как и его дед и тёзка Михаил Ярославич Тверской) древнерусской биографической повести. «Повесть о преставлении Михаила Александровича Тверского» отразилась в новгородской Карамзинской, Софийской I, Вологодско-Пермской летописях и Московском своде конца XV в.
Жена: Евдокия (?-1 ноября 1404), дочь князя Суздальского Константина Васильевича.
Дети: Александр (ум. 1357). Жена — Софья
Иван (1357/1358 — 1425), великий князь тверской с 1399
Александр Ордынец (ум. 1389), князь кашинский с 1382
Борис (1362—1395), князь кашинский и кснятинский с 1389
Василий (1364—1426), князь кашинский и кснятинский с 1395
Фёдор (ум. 1410), князь микулинский с 1399