Espulso da diversi istituti scolastici e inserito in classi "speciali", Michael segue una terapia con un'analista a cui mente, senza però venire scoperto.
Cacciato di casa dai suoi, l'adolescente si trasferisce a New York. Nella città delle grandi occasioni, il biondino sbarca il lunario come corriere in bici. Inizia poi ad intrufolarsi sui set dei film per farsi reclutare come comparsa e, soprattutto, per usufruire della mensa.
Nel 1998 esordisce nello spettacolo in un episodio di 'Law & Order - Unità vittime speciali' e ottiene due particine nei lungometraggi "Hi-Life" e "Studio 54".
Dopo aver frequentato per un breve periodo l'Accademia di Arti Drammatiche, nel 1999 fa il suo debutto off-Broadway nella commedia "The Trestle at Pope Lick Creek", presso il Theatre Workshop della Grande Mela.
Viene scritturato nel telefilm più amato dai teen-ager 'Dawson's Creek' dove Mike indossa le vesti Henry Parker, un liceale che perde la testa per Jen Lindley (Michelle Williams).
Ben presto, decide di dedicarsi al cinema indipendente e lo troviamo invischiato nei giochi viziosi di Bernardo Bertolucci in "The Dreamers", che dona a Pitt il successo e la notorietà.
Nel 2004 è al fianco di Asia Argento nello sconvolgente dramma "Ingannevole è il cuore più di ogni cosa" e nello stesso periodo gira l'inquietante horror "The Village".
Rocker infervorato, leader della band "Pagoda", è stato scelto da Gus Van Sant per girare "Last Days".
Nel 2007 è impegnato nel raffinato "Seta" accanto a Keira Knightley, nel thriller "Funny Games", e nel crime "The Last Crew" di Abel Ferrara.
Ha lavorato anche nella pellicola "Pinkville" (2008) di Oliver Stone.