Michel de Noailles était issu d'une famille noble originaire de la région de La Rochelle. Il descendait du maréchal de France Michel-Roger de Noailles, baron de Sainte-Hélène (1654-1728). Sa mère, Eugénie de Montesquiou-Fézensac, était la fille d'un grand collectionneur d'art et avait hérité de son oncle, le comte Henri de Nucingen, un grand domaine immobilier à Paris, comprenant notamment l'hôtel de Villemessant.
Michel de Noailles épousa en 1879 la comtesse Marie de Talleyrand-Périgord (née en 1862), une femme riche et cultivée qui a été décrite comme un "esprit vivace" et un "bonne mère". Le couple eut six enfants, dont un fils, le comte Jean de Noailles, qui hérita des biens de la famille après la mort de son père.
Le comte de Noailles fut un passionné d'art et de mode. Il était particulièrement intéressé par l'art japonais et acheta plusieurs centaines d'objets d'art japonais au cours de ses voyages en Extrême-Orient. Son goût pour le style japonais lui valut d'être surnommé "le Japonais" par les mondains parisiens. Il était également connu pour son extravagance et sa flair pour la décoration intérieure. Le comte de Noailles acheta l'hôtel de Guénégaud, un hôtel particulier à Paris, en 1903 et le fit réaménager dans le style japonais. L'hôtel de Guénégaud est maintenant un musée consacré à la collection d'art asiatique du comte de Noailles.
En plus de ses activités mondaines, Michel de Noailles fut également actif dans le monde politique. Il fut élu député de la Seine en 1893 et continua à représenter la circonscription jusqu'en 1902. Il était proche du parti radical français et s'opposait aux politiques conservatrices de l'Église catholique romaine et de l'Empire allemand.
Le comte de Noailles mourut à Paris en 1940, à l'âge de 83 ans. Il est enterré dans la crypte des comtes de Noailles à La Rochelle. Son hôtel particulier à Paris, l'hôtel de Guénégaud, est maintenant un musée consacré à son époque et à son style de vie mondain. Le musée abrite également une grande collection d'art asiatique, qui est considérée comme l'une des plus importantes collections privées au monde.