Родился 22 ноября 1939 г. в г. Лениногорске (ныне Риддер) Восточно-Казахстанской области Казахской ССР (ныне Казахстан).
В 1966 г. окончил факультет журналистики Казахского государственного университета им. С. Кирова в г. Алма-Ате (ныне Казахский национальный университет им. аль-Фараби), в 1970 г. - Высшую партийную школу при Центральном комитете (ЦК) Коммунистической партии Советского Союза (КПСС) в Москве.
В 1956 г. после окончания школы работал бетонщиком на строительстве Братской ГЭС.
В 1958-1961 гг. проходил срочную службу по призыву в частях Советской армии на Дальнем Востоке.
В 1961 г. вступил в КПСС, вышел из партии летом 1990 г.
С 1964 по 1968 г. работал собственным корреспондентом газеты "Рудный Алтай" (г. Усть-Каменогорск, Казахстан), заместителем редактора газеты "Лениногорская правда" (г. Лениногорск, Казахстан).
В 1970-1975 гг. - специальный корреспондент, затем ответственный секретарь газеты "Казахстанская правда" (Алма-Ата).
С 1975 по 1986 г. работал в газете ЦК КПСС "Правда", в 1975-1978 гг. был собственным корреспондентом по Казахской ССР, затем - специальным корреспондентом, заместителем редактора отдела партийной жизни. Весной 1986 г. в "Правде" была опубликована серия статей Полторанина, рассказывающая о злоупотреблениях партийных работников в г. Ворошиловграде (ныне Луганск). Этот цикл статей привел к отставке членов бюро Ворошиловградского обкома КПСС и принес автору широкую известность.
В конце 1986 г. по инициативе первого секретаря Московского горкома КПСС Бориса Ельцина Михаил Полторанин был назначен главным редактором газеты "Московская правда". В конце 1987 г. он написал и распространил среди редакторов союзных газет текст, якобы являвшийся стенограммой выступления Бориса Ельцина на октябрьском пленуме ЦК КПСС 1987 г. В отличие от настоящей речи Ельцина (ее стенограмма была опубликована только в 1989 г.), текст Полторанина содержал критику высшего партийного руководства, выпады против жены генсека ЦК КПСС Михаила Горбачева, осуждение участия СССР в войне в Афганистане. Кроме того, в тексте Полторанина много говорилось о привилегиях номенклатуры и тяжелом материальном положении рядовых граждан Советского Союза. Документ получил широкое распространение в самиздате и привел к значительному росту популярности Бориса Ельцина. В январе 1988 г. Михаил Полторанин был снят с должности главреда "Московских новостей" (Ельцин был освобожден от должности первого секретаря Московского горкома КПСС в ноябре 1987 г.).
В 1987-1991 гг. был секретарем правления Московской городской организации, членом правления Союза журналистов СССР.
С 1988 по 1991 г. работал политическим обозревателем Агентства печати "Новости".
В 1989 г. Михаил Полторанин был одним из руководителей избирательной кампании Бориса Ельцина по выборам в народные депутаты СССР.
В 1989-1991 гг. - народный депутат СССР. Весной 1989 г. Михаил Полторанин был избран по квоте Союза журналистов. Входил в координационный совет Межрегиональной депутатской группы, оппозиционной руководству ЦК КПСС (сопредседатели – Борис Ельцин, Юрий Афанасьев, Гавриил Попов, Андрей Сахаров, Виктор Пальм). Являлся членом комитета Верховного Совета СССР по вопросам гласности, прав и обращений граждан.
С 14 июля 1990 г. по 25 ноября 1992 г. занимал должность министра печати и массовой информации РСФСР/РФ (с 3 декабря 1991 г. - министра печати и информации) в правительствах Ивана Силаева, Бориса Ельцина (с ноября 1991 г.) и Егора Гайдара (и. о. премьера с июня 1992 г.).
В мае – июне 1991 г. вместе с Геннадием Бурбулисом и Сергеем Станкевичем входил в "стратегический штаб" кампании по избранию Бориса Ельцина президентом РСФСР.
Во время попытки государственного переворота в августе 1991 г. входил в ближайшее окружение Бориса Ельцина, находился в штабе обороны Белого дома.
С 22 февраля по 25 ноября 1992 г. Михаил Полторанин являлся заместителем председателя правительства РФ, при этом за ним сохранялся пост министра печати и информации. С июня 1992 г. возглавлял Специальную комиссию по архивам при президенте РФ.
С 25 декабря 1992 г. по 22 декабря 1993 г. - руководитель Федерального информационного центра (ФИЦ) России, подчиненного президенту РФ. Согласно президентскому указу, руководитель ФИЦ приравнивался по должности к первому вице-премьеру правительства РФ. Центр должен был проводить госполитику в области периодической печати, информационной деятельности, телевидения и радиовещания. Ему были подчинены ИТАР-ТАСС, государственная телерадиовещательная компания "Останкино", а также подведомственные Министерству печати и информации РФ телерадиовещательные компании. В марте 1993 г. Съезд народных депутатов постановил отменить указ о создании ФИЦ, в декабре того же года Федеральный информационный центр был полностью упразднен.
В июне 1993 г. Михаил Полторанин участвовал в создании либерального проправительственного предвыборного блока "Выбор России", вошел в его исполком (лидер блока – Егор Гайдар).
Летом - осенью 1993 г. Полторанин проходил подозреваемым по уголовному делу о незаконной передаче германской фирме Friedrichstrasse 176-197 Gmbh Российского дома науки и культуры в Берлине. В бытность министром печати он санкционировал эту сделку. В октябре 1993 г. уголовное дело было закрыто без предъявления чиновнику обвинений. В 1996 г. Верховный суд Берлина удовлетворил иск российского правительства и признал сделку по продаже Российского дома науки и культуры незаконной.
В сентябре – октябре 1993 г. во время противостояния между президентом РФ и парламентом Михаил Полторанин активно поддержал Бориса Ельцина. Руководил информационной политикой президентской стороны. 23 сентября 1993 г. в сопровождении автоматчиков привел в редакцию "Российской газеты", поддерживавшей парламент, нового, пропрезидентского главного редактора. Выступал против предложенного председателем Конституционного суда РФ Валерием Зорькиным "нулевого варианта" разрешения кризиса (предполагал одновременные перевыборы президента и парламента, отмену всех законодательных актов сторон с 21 сентября 1993 г.).
В 1993-1995 гг. – депутат Государственной думы РФ I созыва. 12 декабря 1993 г. Михаил Полторанин был избран по общефедеральному списку блока "Выбор России" (занимал в списке 10 позицию). В Госдуме до 30 июня 1995 г. входил в одноименную фракцию (вышел из-за отказа фракции поддержать вотум недоверия правительству 21 июня), в дальнейшем был независимым депутатом. Возглавлял комитет Госдумы по информационной политике и связи (был назначен главой комитета в рамках межфракционного пакетного соглашения по распределению парламентских постов).
17 декабря 1995 г. баллотировался в Госдуму II созыва по Омскому одномандатному округу №129. Набрав 14,55% голосов избирателей, проиграл выборы депутату Совета Федерации РФ I созыва Олегу Смолину (28,29%).
С 1996 г. был президентом телевизионной корпорации "Момент истины", с 1997 г. - гендиректором телекомпании "ТВ-3 Россия", позднее - вице-президентом, исполнительным директором телекомпании "ТВ-3".
Автор мемуарно-публицистической книги "Власть в тротиловом эквиваленте. Наследие царя Бориса" (2012).
Женат, двое сыновей. Супруга - Надежда Михайловна. Сыновья - Максим и Константин.