Mihailo Obrenović je bio najmlađe dete kneza Miloša i kneginje Ljubice. Rodio se 4. septembra 1823. u Kragujevcu. Detinjstvo je proveo u Kragujevcu, pa zatim Požarevcu i Beogradu. Osim Mihaila, Miloš i Ljubica su imali još Milana, Todora, Mariju, Gabrijela, Savku (Jelisavetu) i Petriju. Petrija je bila udata za barona Teodora pl. Hadži-Bajića od Varadije. Druga kći Savka bila je udata za barona Jovana pl. Nikolića od Rudne u Temišvaru.
Mihailo je završio školovanje u Požarevcu, da bi se zatim sa svojom majkom preselio u Beč. Njegov stariji brat Milan I Obrenović je dobio presto po pravu nasledstva 1. juna 1839. Međutim, bio je slabog zdravstvenog stanja i često je poboljevao. Vladao je svega nepunih mesec dana i umro 8. jula 1839. u Beogradu. Nakon njegove smrti u Beogradu su se skupili narodne starešine i odlučile da se na presto dovede drugi Milošev sin Mihailo Obrenović.
Na kneževski presto stupio je prvi put, 26. juna 1839. (po starom kalendaru) i vladao je do 25. avgusta 1842. godine. Pošto je bio maloletan, određeno mu je Namesništvo (Jevrem Obrenović, Toma Vučić Perišić i Avram Petronijević). Porta je potvrdila njegov izbor kao izabranog vladara, a ne kao naslednog. Veoma mlad i neiskusan, Mihailo se nije najbolje snalazio u složenim prilikama unutrašnjeg i spoljašnjeg položaja Srbije. Svrgnut je 1842. u buni koju je predvodio jedan od najistaknutijih ustavobraniteljskih prvaka, Toma Vučić-Perišić. Ustavobranitelji su na skupštini izabrali novog Kneza Aleksandra Karađorđevića 1843.
Nakon bune Tome-Vučića Perišića, knez Mihailo se povukao iz zemlje zajedno sa još hiljadu svojih pristalica preko Save i Dunava . O njegovoj sudbini odlučili su Austrija i Turska. Knez Mihailo je upućen zajedno sa svojom majkom i onima koji su krenuli za njim u Banat, na imanje svoje sestre Savke Nikolić, dok je kneginja Ljubica poslata u Novi Sad, gde su pošli njeni deveri Jevrem i Jovan. Tu je i umrla 14. maja 1843. Knez Mihailo je sve organizovao oko sahrane svoje majke u fruškogorskom manastiru Krušedolu. Knez Mihailo je brižljivo čekao kada će se ponovo vratiti u Srbiju. Uputio je pismo Vučiću i Knićaninu 2. jula 1853. u kojim ih obaveštava da neće nasilno opet krenuti na Srbiju jer ne želi da gazi preko srpskih leševa.
Nakon Banata, knez Mihailo odlazi u Beč sa svojim ocem, i svim onim koji su ga poznavali. Tu je raspolagao velikim očevim imanjem. Putovao je po Evropi, ne kao besposlen čovek, već u potrazi za svojom životnom saputnicom. Mihailo se 1853. godine oženio u Beču groficom Julijom Hunjadi (1831-1919), iz porodice Hunjadi de Ketelji, koja nema dokumentovano i priznato srodstvo sa Janošem Hunjadijem - Sibinjanin Jankom, čiji je sin Matija Korvin bio mađarski kralj. U Beču je naučio savršeno da govori francuski i nemački jezik.
Knez Mihailo je došao po drugi put na presto posle smrti svoga oca, kneza Miloša, 14. septembra 1860. godine.
Na početku njegove druge vladavine učinjene su značajne promene u politici Srbije. Ukinut je „Turski ustav“, došla su sasvim druga zakonska naređenja, koja je donela Narodna Skupština, a knez sankcionisao. Knez Mihailo je doneo i naredbe za uređenje narodne vojske i zakone o porezima.
Apsolutizam kneza Mihaila se osim u politici, ispoljavao i u njegovom odnosu prema prosvetnim i pravosudnim ustanovama kao i prema omladinskom pokretu koji je u to vreme poprimio značajne razmere. Tako je 1864. naredio da se ukine Društvo srpske slovesnosti.
Knez Mihailo je razvio svoj veliki rad na polju unutrašnje i spoljašnje politike, s devizom: „Zakon je najviša volja u Srbiji“. 3. juna 1862. godine, na Čukur česmi je pala i srpska krv, a Turci su počeli da bombarduju Beograd. Knez Mihailo je tada otputovao u Loznicu i pripremao je rat sa Turskom za oslobođenje srpskih gradova. U Beogradu dolazi 23. jula 1862. godine i na ministarskoj sednici poziva sve Srbe da se odupru Turskim pretenzijama. Tada na scenu dolazi mudra Mihailova spoljna politika. Prvo je na engleski dvor poslao Filipa Hristića da se kod Engleza protestuje zbog turskih pretenzija, i da se diplomatskim putem izbori nezavisnost Srbije.
Već 23. septembra 1862. knez Mihailo javlja narodu da je uspeo zadobiti zadovoljenje da se Turci isele iz Srbije, osim gradova, u kojima će ostati samo posade vojske i da se gradovi Užice i Soko poruše. Na praznik Duhovi, 23. maja 1865., knez Mihailo je svim borcima iz Miloševog ustanka, podario spomenicu koja je bila salivena od prvoga topa kneza Miloša i nazivala se Takovski krst.
Sa bugarskim emigrantima u Bukureštu 14. januara 1867. zaključio je Bukureštanski ugovor o zajedničkoj državi Srba i Bugara.
Posle Miloševe smrti, njegov sin Mihailo je rado posećivao rodni grad. U neposrednoj blizini Šarenog konaka sagradio je za ono doba veliku i masivnu zgradu koja se po njemu nazva Mihailov konak. Knez Mihailo je nastavio dalje svoju mudru politiku.
U jesen, 1866., knez Mihailo zahteva pismeno: da Porta digne svoje posade, koje drži u srpskim gradovima. Veliki turski vezir Ali paša javio je 19. februara 1867. da sultan ustupa Srbiji sve gradove u kojima se nalazi turska posada, ali da se u istim gradovima pored srpske razvije i turska zastava.
Knez Mihailo dobija pismo od sultana da dođe i primi ferman kojim se prepuštaju Srbiji pomenuti gradovi. Knez odlazi brodom u Carigrad 18. marta 1866. Prvo je svratio kod rumunskog kneza u Bukureštu, a zatim produžio za Carigrad. Po dolasku u Carigrad ga je dočekao Ćamil bej, pozdravio ga dobrodošlicom i odveo do sultana. 30. marta 1866. knez Mihailo je imao oproštajnu audijenciju kod sultana. Pri rastanku sultan je predao knezu Mihailu svojeručno ferman, kojim mu poverava gradove u Srbiji.
Knez Mihailo se vraća 4. aprila iste godine u Beograd gde ga pozdravlja oduševljeni narod. Sa njim je došao i Ali Riza paša, zapovednik beogradskog grada, koji ga je pratio u Carigrad. Uveče su beograđani u čast kneza Mihaila priredili bakljadu kakvu Beograd nije dotad video.
6. aprila 1867. na Kalemegdanu je pročitan sultanski ferman od 29. marta, i Ali Riza paša, poslednji beogradski muhafis, predaje knezu Mihailu ključeve od sviju gradova u Srbiji, a zatim se na beogradskim tvrđavama istače srpska i turska zastava.
Zatim je knez na konju svečano ušao u grad, a za njim i jedna streljačka četa koja je smenila turske straže.
U spoljnoj politici, knez Mihailo je zaključio ugovore sa Grčkom, Crnom Gorom i Rumunijom za zajedničku akciju na Balkanu. Knez Mihailo je prvi shvatio zadatak Srbije, označivši je Jugoslovenskim Pijemontom. Protiv Mihailovog apsolutizma najviše se borila srpska omladina kroz organizaciju Ujedinjene omladine srpske, koja je organizovana u Novom Sadu. Isto ovo udruženje je pokrenulo časopis "Velika Srbadija".
Knez Mihailo je vladao sledećih osam godina kao prosvećeni apsolutista, unapredivši Srbiju, uz promenu samo tri vlade, koje su predvodili Filip i Nikola Hristić i Ilija Garašanin (šest godina, 1861-1867).
Godine 1868, inicirao je osnivanje Narodnog pozorišta u Beogradu
Dok je knez Mihailo Obrenović zavodio apsolutizam u zemlji, protiv njega je sklopljena zavera sa ciljem da se on ubije. Glavni organizatori i izvršioci zavere su bili braća Radovanovići, koji su se svetili za smrt svoga brata Ljubomira Radovanovića. Kosta Radovanović, glavni izvršilac ubistva je bio imućan i ugledan trgovac. Njegov brat Pavle Radovanović je bio s njim za vreme atentata, a treći od braće je bio Đorđe Radovnović. Neposredni pomagači u ubistvu su bili Lazar Marić, bivši predsednik beogradskog okružnog suda i Stanoje Rogić, bivši trgovac.
U nedelju, 29. maja 1868. oko 10 časova ujutru knez Mihailo je krenuo kočijama da se preveze do Košutnjaka. Sa njim je išao njegov ađutant Svetozar Garašanin, sin Ilije Garašanina, a u kočijama su do kneza sedele Anka Konstantinović, njegova sestra od strica i njena ćerka Katarina, sa kojom je knez želeo da se oženi.
Katarina je pokušala da se nasloni na kneza i da ne da Radovanoviću da puca. Na suđenju je Kosta izjavio da nije želo ubiti nikog drugog već samo kneza. Lakej koji je vozio kočiju je preklinjao braću da ne čine ludost. Prvi je počeo pucati Kosta, pridružio mu se Pavle. Knez Mihailo je ubijen sa tri hica, a takođe je stradala i Anka Konstantinović koja je svojim telom pokušala da zaštiti kneza za vreme pucnjave, dok je Svetozar Garašanin ranjen pao sa konja i onesvestio se. Katarina je lakše ranjena i dozivala je pomoć na francuskom i pridržavala mrtvog kneza. Braća su počela da beže niz Košutnjak prema Topčideru gde su ih čekali ostali zaverenici.
Svi zaverenici su izvedeni na saslušanje istog dana, a glavnu reč je vodio Nikola Hristić. Presuda je bila - smrt. Zaverenici su streljani u ponoć na Karaburmi, a u čitavoj Kneževini je bila velika žalost.
Zbog poverljivih dokumenata o apsolutističkom režimu kneza Mihaila i presude na smrt Ljube Radovanovića, vlada je sakrila dokumenta sa salušanja i uzroke atentata. Javnosti je samo rečeno da su strani plaćenici ubili kneza Mihaila i da su kažnjeni smrću. Nacionalna žalost je trajala tri dana. Knez Mihailo je sahranjen na tadašnjem groblju kod crkve svetog Marka u Beogradu uz vojne počasti. Sada se njegov grob nalazi u Sabornoj crkvi u Beogradu.
Knez Mihailo nije imao zakonitih potomaka i na prestolu ga je nasledio Milan Obrenović, unuk Miloševog brata Jevrema. Pošto je Milan imao samo 14 godina onda je imenovano namesništvo u sastavu: Milivoje Blaznavac, Jovan Ristić i Jovan Gavrilović. Knez Mihailo je imao vanbračnog sina Velimira (1848-1898) koji nije imao pravo nasleđa prestola.