Михаил Иванович Царёв родился 1 декабря (18 ноября ) 1903 года в Твери в семье железнодорожного фельдшера Ивана Изотовича Царёва.
В 1919—1921 гг. учился в Школе русской драмы в Петрограде у Ю.М.Юрьева. Будучи студентом, в 1920 год вступил в труппу Большого Драматического театра. 

В 1924—1926 работал в Москве, где играл в театре Корша. В 1926-1931 гг. работал в театрах Махачкалы, Казани, Симферополя. В 1931-1933 гг. был актёром Ленинградского академического театра драмы.
С 1934 года. Царёв работал у Мейерхольда и после закрытия его театра в 1937 году вместе с ключевыми актёрами труппы перешёл в Малый театр. С 1950 года по 1963 год — директор Малого театра.
Многие спектакли с участием царёва были засняты на киноплёнку и демонстрировались в кинотеатрах и на ТВ.
Много выступал с чтением художественных произведений, озвучивал документальный фильм об Эрмитаже.
М.И.Царёв преподавал в Высшем театральном училище имени М.С.Щепкина.
Михаил Иванович - Народный артист СССР (1949), Герой Социалистического Труда (1973), Лауреат Сталинскаой премии (1947) и Государственной премии СССР (1969), награждён орденами Ленина (трижды) и Трудового Красного Знамени (дважды).
Умер 10 ноября 1987 года.