Конструктор вертолётов, учёный. С 1931 г. работал в Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ) им. Н.Е. Жуковского,
а также на автожирном заводе, был заместителем
Николая Камова. Участвовал в разработке автожиров А-7, А-12 и А-15.
В 1932–1936 г. - начальник бригады аэродинамики и экспериментальных расчётов отдела особых конструкций в ЦАГИ. Под его руководством разработаны фундаментальные основы аэродинамики винтокрылых летательных аппаратов. В 1936-1943 г. - инженер и заместитель главного конструктора опытного КБ по винтокрылым аппаратам. В 1943-1947 г. - научный сотрудник, а затем начальник созданной по его инициативе геликоптерной лаборатории ЦАГИ.
С 1947 г. - главный конструктор, а с 1964 г. - генеральный конструктор опытного КБ по вертолётостроению. Под его руководством в 1951 г. сконструирован первый советский серийный 3-местный вертолёт Ми-1. В дальнейшем были созданы вертолёты Ми-2, Ми-4, Ми-6, Ми-8, Ми-10, Ми-12, Ми-24, В-12 и др.
В 1958 г. М.Л. Миль стал лауреатом Ленинской премии, а в 1968 г. лауреатом Государственной премии СССР. В 1966 г. учёному было присвоего звание Герой социалистического труда.
Скончался М.Л. Миль 31 января 1970 года, похоронен на Юдинском сельском кладбище (Одинцовский район Московской области).