В 1708 разбил швед, отряд, ген. Рооса при с. Добром и отличился в бою при Лесной, в Полтавском сражении 1709. Участвовал в Прутском походе 1711. С 1714 был главнокомандующим рус. войсками в Юж. Финляндии. Участвовал в Гангутском морском сражении 1714. В 1720 возглавлял галерный флот, который одержал блестящую победу в бою при Гренгаме. После Северной войны командовал войсками в Санкт-Петербурге, затем — на Украине (1723—28). С 1728 президент Военной коллегии, сенатор и член Верховного тайного совета.
Родился в семье Михаила Андреевича Голицына (1639—1687) и его супруги Прасковьи Никитичны (1645—1715). Брат известного верховника Дмитрия Голицынына и Михаила Михайловича младшего Голицына, генерал-адмирала. Петр I круто переменил традиции русского боярства, привлекая даровитых бояр и особенно их сыновей к государственной службе, прежде всего военной. Первые два полка, созданные Петром из «потешных» войск — Преображенский и Семеновский (с 1700 г. — гвардейские), были укомплектованы преимущественно боярскими детьми, составившими впоследствии основу офицерского корпуса русской регулярной армии. Военная карьера М.Голицына, сына курского воеводы боярина Михаила Андреевича, многие годы будет связана с Семеновским и Преображенским полками, с гвардией, при его непосредственном участии зарождались славные традиции русской гвардии, приумножавшиеся более двух столетий.
Михаил Михайлович был зачислен в Семеновский полк в 12-летнем возрасте солдатом, исполнял должность барабанщика. В 1694 г. он произведен в первый офицерский чин прапорщика. В следующем году вместе с семеновцами участвовал в первом походе Петра под Азов с целью отвоевать у турок эту крепость, за отличие в боях произведен в поручики. В 1696 г. принял участие во втором походе под Азов, при взятии крепости был ранен в ногу, произведен в капитан-поручики. В 1698 г., когда четыре стрелецких полка, направленных после Азовских походов в Великие Луки, двинулись к Москве, чтоб возвести на престол царевну Софью, Михаил Голицын участвовал в их усмирении и разгроме под Новоиерусалимским монастырем, близ Воскресенска.
В число видных военачальников князь Голицын выдвинулся в период войны России со Швецией 1700 — 1721 гг. В 1700 г. он участвовал в осаде Нарвы, его гвардейцы, в отличие от большей части пехоты и кавалерии, стойко выдержали решительную атаку противника и не допустили полного разгрома русских войск, тогда слабо обученных; сам Голицын отважно сражался, несмотря на ранения в ногу и руку. После Нарвы за короткое время он получил чины майора и подполковника.
В октябре 1702 г. Михаил Михайлович отличился при взятии сильно укрепленной крепости Нотебург, имевшей 140 орудий. Трехнедельная осада Нотебурга не дала результата, безуспешным был и предпринятый штурм крепости. Командир лейб-гвардии Семеновского полка Голицын готовился к новому штурму, когда от царя прибыл гонец с приказом отступать. «Скажи государю, — смело отвечал Голицын, — что я теперь принадлежу только одному Богу» — и повел гвардию на штурм. Вовремя подоспела помощь от других полков, и после 12-часового боя Нотебург пал. «Победителей не судят», и Петр наградил командира гвардейцев специальной золотой медалью, деревнями и чином полковника.
В 1703 — 1705 гг. Голицын участвовал во взятии Ниеншанца, Нарвы, Митавы. В 1706 г. он произведен в генерал-майоры и назначен дивизионным начальником над полками лейб-гвардии Семеновским, пехотными Ингерманландским, Вятским и Черниговским, с которыми действовал в Польше, в следующем году получил под свое начальство и лейб-гвардии Преображенский полк. В августе 1708 г. Голицын одержал победу над шведами при селе Добром, где во главе 8 батальонов он атаковал корпус генерала Росса, отдалившийся от главныхсил Карла XII. Атака была произведена после скрытного ночного перехода ранним утром, внезапно для шведов, потерявших в двухчасовом бою около 3-х тысяч человек. Петр 1 писал: «Я, как почал служить, такова огня и порядочного действа от наших солдат не слыхал и не видал». Царь наградил доблестного Голицына орденом святого Андрея Первозванного.
В сентябре 1708 г. Михаил Михайлович блистательно проявил себя в разгроме корпуса шведского генерала Левенгаупта у деревни Лесной. Петр, бывший свидетелем его действий, наградил его чином генерал-поручика и предоставил ему право просить чего только он пожелает. «Прости Репнина», — сказал Голицын, считавший, что князь Репнин, разжалованный царем в солдаты за неудачу в Головчинском сражении, достоин вернуться к чину генерала. Царь, зная о неприязненных отношениях между Репниным и Голицыным, был удивлен этой просьбой, но последний пояснил: «Что значит вражда личная между нами, когда отечество и ты, государь, нуждаетесь полезными людьми?» Аникита Иванович Репнин был прощен, а бывшие противники помирились.
В Полтавской битве 1709 г. Голицын получил в свое командование всю гвардию и умело руководил ее действиями. Перед этой битвой Петр обратился к русской армии с призывом к победе во имя Отечества, и Михаил Михайлович от имени гвардии выразил готовность сражаться так же славно, как и под Лесной. После разгрома шведов он по поручению царя вел их преследование и вместе с Меншиковым заставил под Переволочною капитулировать. Во время триумфального въезда в Москву вслед за трубачами и литаврщиками двигался батальон Семеновского полка, отличившийся под Лесной, его вел князь Голицын. «Полтавскую часть» шествия открывал Преображенский полк.
В 1710 г. Голицын был направлен на север, под Выборг, и содействовал генерал-адмиралу Ф.Апраксину во взятии этого города. Затем защищал Украину от крымских татар и усмирял бунтовавших запорожских казаков. В 1711 г. участвовал в Прутском походе против турок, проявил желание сражаться до конца, когда неудача похода стала уже неизбежной.
Вернувшись на театр войны со Швецией, Голицын в составе армии Ф.Апраксина отличился в сражении у финского местечка Пелкен: руководимый им отряд, преодолев на плотах озеро, нанес противнику удар с фланга, чем способствовал расстройству боевого порядка шведов и их поражению. Назначенный в 1714 г. главнокомандующим, осуществил движение войск вперед к г. Вазе и 19 февраля вступил в сражение с армией шведского генерала Армфельда. Успех боя решил своевременный переход русских войск в контратаку с охватом обоих флангов противника. Шведы бежали, потеряв до 6 тыс. человек, 8 пушек и 20 знамен. За эту искусную победу Голицын произведен в генерал-аншефы. В течение нескольких лет он был ближайшим помощником Апраксина в управлении завоеванной Финляндией.
Михаил Михайлович сумел проявить себя и в морских сражениях: в июле 1714 г. он помог Петру и Апраксину одержать знаменитую победу при Гангуте, а в 1720 г. сам одержал победу над шведской эскадрой в сражении у острова Гренгам, где он умело руководил действиями гребной флотилии.
У Гренгама русский сухопутный генерал, командовавший галерами, заманил в мелководный пролив эскадру шведского вице-адмирала Шеблада и абордажной атакой захватил 4 фрегата противника. Трофейные корабли были приведены к Петербургу, три вечера в городе производились победные фейерверки. Победитель получил в награду от царя трость и шпагу, усыпанные бриллиантами. В мае 1721 г. Голицын руководил действиями десантов на шведской территории между Евле и Умео, что вынудило Швецию к скорейшему подписанию мира. Во время Персидского похода Петра 1722 г. он командовал войсками в Петербурге, а затем, до 1728 г., начальствовал над всеми войсками на Украине.
Михаил Михайлович был отважен, смел, великодушен, исполнен чести, пользовался любовью солдат за мужество и справедливость. Петр с особым уважением относился к нему, только его и фельдмаршала Б.Шереметева царь не принуждал на своих праздниках пить, в наказание, огромный кубок «Большого орла». Уже будучи отцом большого семейства и в генеральских чинах, Голицын не смел садиться в присутствии старшего брата, чтя русские семейные традиции.
После смерти Петра Великого его жена Екатерина, взошедшая на престол, пожаловала князя Голицына чином генерал-фельдмаршала (1725 г.). Сменивший Екатерину Петр II сделал его президентом Военной коллегии, сенатором и членом Верховного тайного совета (1728 г.). При вступлении на престол Анны Иоанновны Голицын за участие в замыслах старшего брата Дмитрия Михайловича и других членов Верховного тайного совета ограничить самодержавную власть попал в суровую опалу и был отстранен от всех дел. Умер в Москве, похоронен в Богоявленском монастыре.
Михаил Михайлович был дважды женат: первый раз — на Евдокии Ивановне Бутурлиной, от которой имел 7 детей, после ее смерти женился на княжне Татьяне Ивановне Куракиной (10 детей). Из его сыновей на военном поприще особенно отличился Александр Михайлович, генерал-фельдмаршал, получивший этот высокий воинский чин за руководство войсками в русско-турецкой войне 1768-1774 гг.