Михаил Милчев завършва Актьорско майсторство във ВИТИЗ "Кр.Сарафов" в класа на проф. Николай Люцканов и специалност Право в СУ "Св. Климент Охридски" през 1990 г. Още през същата година става част от трупата на Театър "София", където работи и до днес. Играе също на сцените на Театър "Сълза и смях" и "Свободен театър".

Михаил Милчев участва в български и чуждестранни игрални филми, и в телевизионни програми. Знае английски и руски език, умее да танцува, пее, свири на ударни инструменти, владее фехтовка и сценичен бой.

През 2010 г. печели награда ИКАР за поддържаща мъжка роля - за ролята не Шефлер в "Грозният" от Мариус Майенбург. В киното е по-известен като агента от ДАНС Бенишев, в сериала Под Прикритие.