Родился в Лос-Анджелесе 17 февраля 1965 года. Вырос в семье приемных родителей и считает их своей настоящей семьей. В детстве мальчик увлекался моделированием и пиротехническими экспериментами. Уже тогда любовь ко всяческого рода шумным эффектам давала о себе знать.
Майкл окончил известную школу Crossroads High и поступил в Уэслианский университет искусств в Мидделтауне. Бэй разительно отличался от большинства сверстников: не питал пристрастий к мрачным сюжетам, отдавая предпочтение легкому и зрелищному кино. Получив диплом, он посвятил себя созданию рекламных роликов и музыкальных клипов. Его работа была успешной, молодой человек смог раскрыть свой талант. Он снимал клипы на песни Лайонела Ричи и Тины Тернер и рекламные ролики для всемирно известных брендов Coca-Cola, Reebok, Victoria's Secret, Nike и Miller. Майкл неоднократно номинировался на престижные награды рекламного мира. В 1995 году он получил премию Гильдии режиссеров Америки в номинации «Режиссер года». За серию рекламных роликов, призывающих американцев пить молоко, Майкл был награжден «Серебряным львом» на Каннском фестивале. Работа вошла в топ-10 лучших рекламных роликов всех времен и ныне хранится в коллекции Нью-Йоркского музея современного искусства.
Карьера Бэя в большом кино началась в 1995 году, когда продюсеры Джерри Брукхаймер и Дом Симпсон предложили ему стать режиссером полицейского комедийного боевика «Плохие парни». Никто не ожидал особенного успеха от ленты: актерами-новичками руководил режиссер, не снявший еще ни одного фильма. Майкл расценил эту работу как шанс заявить о себе в кинематогрофе. Он выжал максимум комедийных импровизаций из начинающих Уилла Смита и Мартина Лоуренса и вложил собственные деньги в дополнительные спецэффекты. Результат превзошел все ожидания. Картина с бюджетом чуть более 20 миллионов собрал в мировом прокате около 150. Оба актера, исполнивших главные роли, получили всемирную известность, а Бэй – новый масштабный проект: в 1996 году тот же продюсерский тандем пригласил Майкла режиссировать высокобюджетный боевик «Скала». Главные роли в фильме получили Шон Коннери и Николас Кейдж. В этой ленте, как и в предыдущей, Бэй предложил актерам доработать своих персонажей и импровизировать на съемках, а сам сосредоточил все свое внимание на спецэффектах. Например, сцена автомобильной погони появилась в фильме исключительно по его инициативе. Позже он вспоминал, что съемки этого эпизода обернулись сущим кошмаром. Для того, чтобы получить разрешение на «проведение погони», пришлось собирать подписи у жителей нескольких кварталов. На согласование ушло несколько месяцев. При затратах на съемки в 75 миллионов долларов, фильм собрал в мировом прокате более 300 миллионов.
В 1998 году Бэй снимает фантастический фильм «Армагеддон». Реакция критиков на него была двоякой: он одновременно был номинирована и на «Оскар» и на премию «Золотая малина», которая традиционно отмечает худшие работы в кинематографе. В ленте было обнаружено более 150 технических ошибок. Тем не менее, картина с лихвой окупила вложения, собрав в мировом прокате более 500 миллионов долларов.
Продолжая патриотическую линию, в 2001 году Майкл снимает «Перл-Харбор». И снова противоречивые отзывы: несколько номинаций на «Золотую малину», «Оскар», «Золотой глобус» и премию канала MTV. Картина оказалась коммерчески успешной. Далее последовали сиквел «Плохих парней» и «Остров», первый фильм Майкла без участия продюсера Брукхаймера. Новым прорывом стал блокбастер «Трансформеры» вышедший в 2007 году: фантастический боевик по мотивам одноименного мультсериала. Режиссер дал согласие на участие в съемках далеко не сразу, так как никогда не был поклонником трансформеров и не хотел принимать участие в столь несерьезном, «игрушечном» проекте. Идея Спилберга подать сюжет как «историю о парне и его автомобиле» заинтересовала Бэя, прельстила и возможность создать динамичный и эффектный фильм, интересный даже для тех, кто не увлекается выдуманной вселенной. Майкл отказался от 30% своего гонорара, чтобы сэкономить бюджет, и умудрился заручиться поддержкой армии США в проведения съемок. Сборы картины превысили 700 миллионов долларов, сделав ее самым кассовым фильмом 2007 года. Две работы, продолжившие историю «Трансформеров», принесли Бэю огромный доход и номинации на «Золотую малину» и «Оскар». На 2013 год запланирован выход основанной на реальных событиях черной комедии «Кровью и потом».
