Михаил Леонтьевич Миль родился 22 ноября 1909 года в Иркутске. Ещё в двенадцатилетнем возрасте он сделал модель самолёта, которая победила на конкурсе в Томске.

В 1925 году поступил в Сибирский технологический институт, но проучился там недолго, его исключили «за непролетарское происхождение» (его отец был раввином). Тогда он переехал в Новосибирск, проработал около года в кожевенной лаборатории и уже как рабочий поступил в Донской политехнический институт в Новочеркасске.

Окончив институт в 1931 году, Миль работал в Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ) им. Н.Е. Жуковского. В годы Великой Отечественной войны с 1941 по 1943 годы Миль работал в эвакуации в посёлке Билимбай, в основном занимаясь усовершенствованием боевых самолётов, улучшением их устойчивости и управляемости.

С 1947 года Миль - главный конструктор, а с 1964 - Генеральный конструктор опытного КБ по вертолётостроению. Под руководством Миля в 1951 году был сконструирован первый советский серийный 3-местный вертолёт Ми-1. В дальнейшем руководимый Милем коллектив создал ряд вертолётов (Ми-2, -4, -6, -8, -10, -10К, В-12 и др.), на которых было установлено 60 официальных мировых рекордов.

Умер Михаил Леонтьевич 31 января 1970 года. Его имя носит Московский вертолётный завод, и названа улица в районе Жулебино.