Родился 1 сентября 1950 г. в с. Курумоч Красноярского района Куйбышевской области (ныне Волжский район Саратовской области). Его отец работал на руководящих должностях в геологическом тресте, мать была воспитательницей детского сада.
В 1972 г. Михаил Фрадков с отличием окончил Московский станкоинструментальный институт (ныне Московский государственный технологический университет "Станкин") по специальности "инженер-механик", в 1981 г. - Всесоюзную академию внешней торговли (ныне Всероссийская академия внешней торговли Министерства экономического развития РФ).
Кандидат экономических наук. В 2000 г. во Всероссийской академии внешней торговли защитил диссертацию на тему "Современные тенденции международных экономических отношений и внешнеэкономические связи России".
В 1973 г. был направлен в посольство СССР в Индии (Нью-Дели), где до 1975 г. работал инженером-переводчиком, состоял в аппарате советника по экономическим вопросам советского посольства.
С 1975 г. занимал различные должности в системе Госкомитета СССР по внешнеэкономическим связям (ГКЭС) и Министерства внешних экономических связей СССР (МВЭС). Работал во внешнеторговом объединении "Тяжпромэкспорт": в 1975-1978 гг. - старший инженер управления по строительству металлургических заводов в Индии, Пакистане и Шри-Ланке, в 1978-1979 гг. - заместитель начальника планово-экономического отдела, в 1979-1984 гг. - заместитель начальника, начальник планово-экономического управления. Затем работал заместителем начальника Главного управления поставок ГКЭС СССР. С 1988 г. - первый заместитель начальника Главного управления координации и регулирования внешнеэкономических операций МВЭС. Входил в экспертную рабочую группу при министре внешнеэкономических связей Константине Катушеве.
В 1991-1992 гг. работал в аппарате постоянного представителя СССР (затем РФ) при организации "Генеральное соглашение о тарифах и торговле" (ГАТТ) в Женеве, Швейцария.
С октября 1992 г. занимал пост заместителя министра внешних экономических связей Петра Авена, затем - Сергея Глазьева. После назначения в 1993 г. главой МВЭС Олега Давыдова Михаил Фрадков в октябре того же года был назначен первым заместителем министра. С 26 марта по 16 апреля 1997 г. временно исполнял обязанности министра внешнеэкономических связей и торговли РФ.
С 16 апреля 1997 г. по 30 апреля 1998 г. - министр внешнеэкономических связей и торговли РФ в правительстве Виктора Черномырдина.
В 1998 г. был включен в совет директоров Страхового акционерного общества (САО) "Ингосстрах". В 1998-1999 гг. - председатель совета директоров САО "Ингосстрах", с 23 февраля 1999 г. - генеральный директор САО "Ингосстрах".
Одновременно работал в Консультативном совете по иностранным инвестициям при правительстве РФ.
25 мая 1999 г. был назначен министром торговли в правительстве Сергея Степашина. 19 августа 1999 г. вновь назначен на этот пост в кабинете Владимира Путина. Возглавлял министерство до 17 мая 2000 г.
В 2000-2001 гг. - первый заместитель секретаря Совета безопасности РФ Сергея Иванова, курировал вопросы экономической безопасности.
28 марта 2001 г. был назначен руководителем Федеральной службы налоговой полиции (ФСНП), сменив на этой должности Вячеслава Солтаганова.
14 мая 2003 г., после упразднения ФСНП, стал полномочным представителем РФ при Европейских сообществах в Брюсселе (Бельгия) в ранге федерального министра. С 7 июня 2003 г. также являлся специальным представителем президента РФ по вопросам развития отношений с Европейским союзом.
С 5 марта 2004 г. по 12 сентября 2007 г. Михаил Фрадков занимал пост председателя правительства РФ. 1 марта 2004 г. президент РФ Владимир Путин предложил назначить Фрадкова премьер-министром страны. 5 марта его кандидатура была утверждена Государственной думой РФ, за проголосовали 352 из 447 депутатов, против - 58, воздержались 24. В тот же день указом главы государства Михаил Фрадков был утвержден в должности.
7 мая 2004 г. первое правительство Михаила Фрадкова сложило свои полномочия в связи с инаугурацией Владимира Путина, избранного 14 марта на второй президентский срок. 12 мая Госдума вновь дала согласие на его назначение премьер-министром. Кандидатуру Фрадкова одобрили 356 из 447 депутатов, против проголосовали 82 человека, воздержались восемь. В тот же день президент подписал указ о назначении. В целом Михаил Фрадков занимал пост главы правительства на протяжении 1 тыс. 286 дней. 12 сентября 2007 г. премьер обратился к президенту с просьбой об отставке, которая была принята в тот же день. Михаил Фрадков временно, с 12 по 14 сентября, исполнял обязанности премьер-министра до назначения нового премьера - Виктора Зубкова.
С 24 апреля 2004 г. по 5 октября 2016 г. Михаил Фрадков являлся постоянным членом Совета безопасности РФ.
С 9 октября 2007 г. по 5 октября 2016 г. - директор Службы внешней разведки РФ (СВР России). На этом посту сменил Сергея Лебедева. В 2016 г. Михаил Фрадков был освобожден от должности в связи с выходом на пенсию.
С 14 ноября 2016 г. является председателем совета директоров Концерна воздушно-космической обороны "Алмаз-Антей".
С 4 января 2017 г. одновременно занимает должность директора Российского института стратегических исследований (аналитический центр в сфере внешней политики и нацбезопасности, учрежденный Администрацией президента РФ).
Председатель совета Фонда по сохранению и развитию Соловецкого архипелага (с апреля 2018 г.).
Был членом Военно-промышленной комиссии РФ (2014-2017).
Действительный государственный советник РФ I класса (2000).
Имеет дипломатический ранг чрезвычайного и полномочного посла.
Награжден орденами Почета, "За военные заслуги", "Александра Невского", Святого Георгия IV степени (2016), Мужества (2021). Полный кавалер ордена "За заслуги перед Отечеством" (I степень - 2007, II - 2005).
Владеет английским и испанским языками.