Михаил Гаврилов появился на свет 7 июля 1985 года в Тольятти. Когда мальчику было пять лет, родители перевезли его в небольшой городок в Зауралье. Как и многие его ровесники, Миша занимался спортом и даже не думал о кинематографе. Однажды он оказался у бабушки в Набережных Челнах, где начал играть на баяне и даже поступил в драмкружок, но связывать с этим свою жизнь не собирался.
После девятого класса Миша стал студентом медицинского, позже поступил в политех и три года отдавал долг родине в Вооруженных силах РФ. После дембеля Гаврилов внезапно для всех, включая самого себя, принял решение отправиться в Москву. Там он поступил в Щукинское училище на курс Валентины Николаенко. Именно она разглядела в своем подопечном артистизм, благодаря которому он впоследствии завоюет популярность во всей стране.
Кинодебют Гаврилова состоялся в 2009 году. Он исполнил эпизодическую роль в сериале «Возьми меня с собой – 2». С тех пор актер принял участие в нескольких телепроектах, он появлялся в эпизодических или второстепенных ролях. Широкую известность ему принесло участие в сериале «Молодежка» на телеканале СТС, где ему досталась одна из главных ролей.
Еще в годы учебы Гаврилов встретил свою будущую супругу, актрису Анну Носатову. Вместе они работали на площадке остросюжетной картины «Здесь кто-то есть», где играли влюбленных. В 2012 году у пары родился сын. В 2020 году брак Гаврилова распался, однако актер недолго оставался холостым: спустя несколько месяцев он вновь женился на Валерии Третьяковой.