En su infancia, la crianza del joven príncipe estuvo a cargo de una niñera inglesa. Los hijos del emperador solían pasar tiempo en Gátchina. Alejandro III disfrutaba especialmente pasar tiempo con su hijo menor: juntos paseaban por los alrededores del palacio real, el padre enseñaba a Mijaíl a encender fogatas y a determinar la ubicación de los animales por las huellas. A Mijaíl le encantaba visitar a su abuelo, el rey de Dinamarca, Cristián IX. Cada viaje a Copenhague era para él una verdadera fiesta.

En 1898, Mijaíl Aleksándrovich comenzó su servicio en la guardia y logró participar en la Primera Guerra Mundial. Comandó la división indígena del Cáucaso y se destacó como un valiente guerrero, realizando ataques sorpresivos al enemigo. Saltando inesperadamente de una emboscada, Mijaíl atacaba al enemigo con el sable en la mano, sin dejarle oportunidades. Su hermano, el emperador Nicolás II, intentó disuadirlo, pero el príncipe continuó atacando exitosamente al adversario. Pronto, Nicolás lo destituyó del mando de la división y lo nombró jefe del cuerpo de caballería. En 1917, Mijaíl, quien había recibido el título de general inspector de caballería, fue llamado de vuelta del frente.

Mijaíl Aleksándrovich estuvo enamorado en diferentes momentos de la princesa inglesa Beatriz, hija del duque de Edimburgo, y de la dama de honor Alexandra Kossikovskaya. No pudo casarse con Beatriz debido a su cercanía de parentesco, y con Kossikovskaya, por su bajo estatus social. Su nueva elegida, Natalia Vulfert, estaba divorciada de un oficial del regimiento de Cuiraseros. En 1912, se casaron en secreto en Viena. Esta noticia sorprendió al emperador, y Mijaíl fue despojado de sus derechos al trono. Sin embargo, más tarde Nicolás II otorgó a la esposa de su hermano el título de condesa para suavizar el conflicto. Natalia se convirtió en condesa Brasova, y su hijo también llevaba ese apellido.

El 2 de marzo de 1917, Nicolás II, a instancias del presidente de la Duma Estatal, Mijaíl Rodzianko, abdicó del trono en favor de su hermano Mijaíl y de su hijo Alexéi. Sin embargo, Mijaíl también abdicó en el Manifiesto del 16 de marzo, otorgando el derecho a decidir el destino de Rusia a la Asamblea Constituyente. Estaba dispuesto a aceptar el título de emperador solo si la Asamblea decidía mantener la monarquía. En octubre de 1917, la revolución destruyó miles de destinos, y Mijaíl Aleksándrovich no fue la excepción. El ex Gran Duque, despojado de todos sus títulos y privilegios, fue arrestado por el gobierno bolchevique y enviado a Perm, donde pronto fue fusilado.