Майкл Энтони Пенья родился 13 января 1976 года в городе Чикаго, штат Иллинойс, США. Он - наполовину американец, наполовину мексиканец. Отец Майкла работал на заводе по изготовлению пуговиц, а мать была помощником социального работника. Родители Майкла изначально были фермерами и являлись иммигрантами из Мексики.
Майкл Пенья начал свою актерскую карьеру в 1994 году, снявшись в низкобюджетном фильме «Свободный охотник», который никогда не выходил в кинопрокат. Первый большой успех пришел к нему, когда он выиграл открытый конкурс на роль в фильме Питера Богдановича «Учителю, с любовью-2» с Сидни Пуатье в главной роли.
Майкл усиленно работал над своей карьерой, принимая участие в большом количестве телевизионных программ и кинопроектов. С 2000 года он активно снимается в различных фильмах известных режиссеров с различными голливудскими звездами: «Угнать за шестьдесят секунд» с Николасом Кейджем, «Солдаты Буффало» с Хоакином Фениксом, «Соединенные штаты Лиланда» с Райаном Гослингом, «Малышка на миллион» режиссера Клинта Иствуда, «Бабель» с Брэдом Питтом и «Линкольн для адвоката» с Мэттью МакКонахи.
В 2006 году за свою роль в фильме «Столкновение», получившим премию «Оскар», Майкл выиграл премию «ALMA Awards» в категории «Лучшая мужская роль». В 2012 году фильм с его участием «Патруль» был представлен на Международном кинофестивале в Торонто. Из последних его работ стоит отметить «Человек-муравей», «Война против всех» и «Призрачная красота».
Майкл Пенья женат. В сентябре 2008 года у него и его супруги Бри Шаффер родился сын - Роман. Актер проживает с семьей в своем доме в Лос-Анджелесе. Майкл увлекается гольфом и для релаксации занимается боксом. Он не желает ограничиваться актерской и музыкальной карьерой и намеревается заняться написанием книг. Ему эта форма творчества чрезвычайно интересна, и поэтому он даже посещает курсы писательского мастерства.