Майкл Бенжамин Бэй родился 17 февраля 1965 года в Лос-Анджелесе. Воспитывался приемными родителями. Закончил художественный колледже дизайна в Пасадене и Уэслианский университет.
Карьеру начинал в индустрии музыкального клипмейкерства, сделав клипы таких музыкантов, как Мит Лоуф, Ричард Маркс, Донни Осмонд, Лайонел Ричи и Тина Тёрнер. Кроме того, занимался съемками рекламных роликов для множества крупных компаний, в числе которых были Nike, Reebok, Budweiser и Coca-Cola.
В качестве режиссера дебютировал в 1994 году, сняв фильм "Плохие парни". При бюджете в 12 миллионов долларов картина собрала в мировом прокате около полутора сотен миллионов. Второй проект режиссера - "Скала" - также оправдал вложеннные в него средства и показал, что Бей выбрал правильное направление деятельности. Его картины - это высокобюджетные боевики с огромным количеством взрывов и спецэффектов.
Все его фильмы, среди которых "Трансформеры", "Армагедон", "Остров" и "Пёрл-Харбор", собрали свыше 1,9 миллиарда долларов. Недавно Бэй приобрел компанию Digital Domain Джеймса Кэмерона и Стэна Уинстона, занимающуюся спецэффектами. Кроме того, он создал компанию Platinum Dunes, которая занимается продюссированием фильмов ужасов.
В 1995 году Бэй был награжден Гильдией режиссеров Америки как "Режиссер года". Выиграл несколько премий MTV Video Music Awards.