Родился в Орле. Учась в школе, занимался в театральной студии Дворца пионеров, писал пьесы, ставил спектакли. Тогда же снял свои первые короткометражные работы на любительскую кинокамеру. В 1994 году окончил режиссёрский факультет Орловского Института Культуры (курс В. И. Симоненко). Писал стихи, песни, выступал со своей группой «Музыка на ощупь».
В 1995 году поступил во ВГИК на режиссёрский факультет (курс В. Наумова), но через год оставил учёбу и стал снимать видеоклипы. Первой заметной работой стала «Дорога в ночь» группы «СерьГа» (1996). В дальнейшем работал и с поп- (Лолита, Иосиф Кобзон, Владимир Кузьмин), и с рок-исполнителями, но в результате приобрёл репутацию «антипопсового» клипмейкера. Среди его работ:
- Би-2 («Мой рок-н-ролл»)
- Сплин («Романс», «Скажи», «Новые люди», «Пластмассовая жизнь»)
- Ногу свело! («Наши юные смешные голоса», «Из Алма-Аты»)
- Каста («Вокруг шум», «Радиосигналы», «Закрытый космос», «Миллиард лет», «Пусть пригодится», «Корабельная», «Про секс»)
- Ночные снайперы («Катастрофически»)
- Машина времени («Однажды»)
- Вася Обломов («Трагедия»).
Также работал с «Машей и медведями», «Смысловыми галлюцинациями» и другими.
В 2007 году клип группы «Сплин» «Скажи» был признан победителем на церемонии MTV Russian Music Awards.
С 2002 года в рекламе. Снял ролики для брендов Audi, Mitsubishi, Panasonic, LG, Ariel, IKEA, Alpen Gold, Pepsi, Fervex, Балтика, Белый Медведь, МТС, Киевстар, MTV, Mail.Ru и многих других.
В 2006 году на XXVIII Московском Международном Кинофестивале представил свой первый полнометражный фильм «Franz+Polina» по мотивам повести Алеся Адамовича «Немой». История любви белорусской девушки и солдата SS получила признание на многих российских и международных фестивалях (Германия, Франция, Польша, Швейцария, Канада, Китай и др.).
В 2010 году в издательстве «АСТ» вышла книга прозы «Молодость», включившая в себя одноимённую повесть и рассказы. В интернет-ролике в поддержку книги снялись музыканты, для которых Михаил Сегал снимал клипы.
В 2011 году Сегал снимает по одному из своих рассказов короткометражный фильм «Мир Крепежа», который побеждает на фестивале «Кинотавр». Летом этого же года снимаются ещё 3 новеллы, и на следующем Кинотавре 2012 года представляется полнометражный фильм «Рассказы», получивший впоследствии широкую известность. Тогда же, в 2012 году в издательстве АСТ выходит одноимённая книга «Рассказы», включившая в себя наиболее полную на тот момент подборку рассказов и повесть-антиутопию «Новые живые».
В 2014 году Михаил Сегал представляет свой третий полнометражный фильм «Кино про Алексеева», главную роль в котором исполнил Александр Збруев, не снимавшийся до этого уже около 10 лет.
В 2018 году вышли фильм «Слоны могут играть в футбол» и книга «Почерк».
В 2020 году вышел полнометражный фильм «Глубже!».
Периодически участвует в работе жюри кинофестивалей: FIPA-2012 (Биарриц, Франция), Балтийские дебюты-2014 (Светлогорск, Россия), Киношок-2015 (Анапа, Россия), OIFF-2016 (Одесса, 2016) и др.
Автор рассказов в журнале «Русский Пионер».
