Aficionado al cine desde una edad muy temprana, se gradúa en la Universidad de Wesleyan y en Art Center College of Design en Pasadena. Comienza desarrollando vídeos musicales, llegando a trabajar para artistas como Aerosmith, Tina Turner o Lionel Richie, y durante ese tiempo además lleva a cabo numerosas campañas publicitarias para importantes firmas como Nike, Coca Cola o Reebok.
En 1995 lleva a cabo su primer largometraje ‘Dos policías rebeldes’, protagonizado por Will Smith y Martin Lawrence, que resulta ser todo un éxito de taquilla. A partir de entonces se especializa en los filmes de acción y lleva a cabo títulos tan importantes como ‘La roca’ (1996), ‘Armageddon’ (1998) o ‘Pearl Harbor’ (2001). La gran acogida de sus filmes por parte de público y crítica le consolidan como director.
Tras la dirección de ‘Dos policías rebeldes 2’ y ‘La isla’, Michael Bay se atreve en 2007 con ‘Transformers’, un nuevo triunfo en taquilla al que seguirían dos secuelas en 2009 y 2011.