Михайло Грушевський походив з бідної родини Грушів (пізніше Грушевських), що гніздилася в Чигиринському повіті. Були це переважно дячки й паламарі.

Дід Михайла, Федір, переїхав свого часу під Київ, у село Лісники, що допомогло батькові Грушевського, Сергію Федоровичу, здобути освіту і присвятити себе педагогічній діяльності.

Дитячі роки Михайло провів на Північному Кавказі, куди батько переїхав працювати, - спочатку в Ставрополі, а потім у Владикавказі зрідка відвідуючи Україну.

1880 р. М. Грушевський вступив до Тифліської гімназії, у якій діставав і читав літературу з історії, літератури, етнографії України. У гімназії Грушевський робить і перші спроби пера (написав кілька оповідань, про які схвально відгукнувся І. Нечуй-Левицький). Після закінчення гімназії Михайло мріяв потрапити до Києва. Проте батько довго не погоджувався відпускати хлопця до "матері міст руських", боячись українського запалу Михайла і наляканий тодішніми студентськими "історіями". Однак згодом батько все ж дає згоду на поїздку сина до Києва.

Протягом 1886 -1890 pp. Михайло навчався на історико-філологічному факультеті Київського університету. На третьому курсі Грушевський почав виконувати наукову роботу, запропоновану професором Антоновичем, "История Киевской земли от смерти Ярослава до конца XIV века". Праця отримала золоту медаль, і Михайла залишили при університеті на кафедрі російської історії.

Протягом 1890-1894 pp. Грушевський працював при Київському університеті як професорський стипендіат.

На початку 1891 р. професор Антонович, повернувшись із подорожі у Галичину, запропонував Грушевському очолити кафедру історії України, яку планувалося згодом відкрити у Львівському університеті. Молодий учений прийняв цю пропозицію.

У травні 1894 р. Грушевський захистив дисертацію на ступінь магістра. Того ж року він переїхав до Львова й очолив новостворену кафедру всесвітньої історії з окремим узагальненням історії Східної Європи. Брав активну участь у діяльності Наукового товариства імені Шевченка, очоливши його 1897 року. Працюючи у Львові, Грушевський гостро відчув ставлення поляків до української культури, українського етносу. З цієї причини погіршилися стосунки Грушевського із польською університетською колегією.

Навіть за несприятливих для роботи умов Грушевський плідно працює. У Львівському університеті він розробив і читав протягом семи семестрів загальний курс історії України. Цей лекційний курс мав стати основою майбутньої книги.

Протягом 1897-1898 pp. Грушевський написав і видав перший том "Історії України-Руси", 1898 р. - другий том, а протягом 1900 р. - третій, що містив давній період історії України.

Починаючи з 1906 р. діяльність Грушевського дедалі більше зміщується до Києва, на Лівобережну Україну. Цього ж року він їздив до Петербурга і брав участь у роботі української фракції І Державної думи та Українського клубу і редакції заснованого тоді "Украинского вестника".

1907 p. Грушевський у Києві керував Українським науковим товариством (УНТ), яке, за його задумом, мало стати фундаментом майбутньої Академії наук України. 1910 р. Грушевський випустив першу частину першого тому "Киевская Русь", протягом 1913-1914 pp. - два томи “Истории украинского казачества”

Лютнева революція у Петрограді дала Грушевському волю. 4 березня в Києві утворюється Центральна рада, яка взяла на себе функцію центрального органу руху українського громадянства за "своє право і втрачені вольності". М. Грушевського заочно обирають головою Центральної ради. 12 березня 1917 р. він повертається з Москви до Києва. 14 місяців, протягом яких існувала Центральна рада (з березня 1917-го по 1918 p.), М. Грушевський був її незмінним головою - першим спікером першого українського парламенту. 10 червня 1917 р. Центральна рада першим своїм Універсалом проголосила автономію України у складі Російської федеративної республіки, а 15 червня обрала і затвердила перший український уряд на чолі з В. Винниченком.

29 квітня 1918 р. Центральна рада обрала Михайла Грушевського Президентом Української Народної Республіки, започаткувавши інститут президентства у нашій країні.

З падінням Центральної ради, після перевороту гетьмана П. Скоропадського Грушевський знаходився в підпіллі і переховувався за межами Києва. До міста він повернувся в грудні 1918 p., коли припинила своє існування Гетьманська держава.

На початку лютого 1919 р. Грушевський виїхав спочатку до Кам'янця-Подільського, де редагував газету "Голос Поділля" і працював над підручником "Історія України для трудової школи", а згодом - за кордон у складі делегації Української партії есерів на конференцію II Інтернаціоналу. Перебуваючи в еміграції, Михайло Сергійович змушений був змінювати місця проживання, мешкаючи із сім'єю то в Празі, то у Відні, то в Женеві. У цей час Грушевський редагував часописи "Борітеся - поборете!", "Наш стяг", а також плідно працював над багатотомною "Історією української літератури". В еміграції Грушевський дедалі більше відходить від політики й повертається до науки; повністю поринає в роботу в Українському соціологічному інституті в Празі. Разом з дочкою Катериною видає французькою мовою книги "Початок соціалістичного руху на Україні і женевський соцгурток", "З історії релігійної думки на Україні" та інші. Оселившись 1922 року в Бадені під Віднем, Грушевський займається лише "Історією української літератури" (написав чотири томи).

Початок Першої світової війни застав Грушевського в Карпатах на відпочинку. Звідти він із сім'єю від'їжджає до Відня, а потім через Італію та Румунію повертається до Києва. У середині грудня 1914 р. Грушевського заарештовують, обвинувачуючи у причетності до створення Легіону Українських січових стрільців. У лютому 1915 р. М.С. Грушевського висилають етапом до Сибіру як українського сепаратиста і "мазепинця". Проте заслання в Сибір замінили засланням до м. Симбірська, де Грушевський прожив до осені 1915 р. Згодом його переводять до Казані, а потім до Москви, під нагляд поліції і з позбавленням права педагогічної та громадсько-політичної діяльності.

У Москві М.С. Грушевський продовжує роботу над багатотомною "Історією України-Руси".

Восени 1923 р. М.С. Грушевського обирають дійсним членом Всеукраїнської академії наук (ВУАН). У березні 1924 р. він приїздить із сім'єю до Києва, сподіваючись завершити працю над багатотомною "Історією України-Руси". У січні 1929 р. Михайла Сергійовича було обрано дійсним членом Академії наук СРСР. Атмосфера репресій 1930-х pp. не оминула й Михайла Грушевського. 

Останні три роки життя, проживаючи в Москві, Грушевський як академік АН СРСР працював над "Історією України-Руси". І сьогодні цей твір - найповніша історія нашої держави.

Помер Михайло Сергійович раптово, 25 листопада 1934 p., на 68-му році життя в Кисловодську, де він перебував на відпочинку в санаторії. Похований у Києві на Байковому кладовищі.

Його ім'я присвоєно Інституту української археографії та джерелознавства НАН України.