Bay började i filmindustrin som praktikant hos George Lucas när han var femton år gammal och skrev storyboards till Raiders of the Lost Ark, som han trodde skulle bli fruktansvärt dålig. Hans åsikt ändrades efter att ha sett filmen på bio och han blev så imponerad av upplevelsen att han bestämde sig för att bli filmregissör. Han tog examen från Wesleyan University 1986, med både engelska och film som huvudämnen. Han var medlem av broderskapet Psi Upsilon och en favoritstudent till filmhistorikern Jeanine Basinger. För sitt examensarbete gick han på Art Center College of Design i Pasadena där han också studerade film. []
Michael Bay började arbeta på Propaganda Films med att regissera reklamfilmer och musikvideor, två veckor efter att han hade avslutat sin doktorsexamen.[] Hans 90 sekunder långa Coca-Cola-reklam inspirerad av andra världskriget plockades upp av Capitol Records. Hans första nationella reklamfilm för Röda korset vann ett Clio Award 1992.
Bays framgångar med musikvideor uppmärksammades av producenterna Jerry Bruckheimer och Don Simpson, som valde honom för att regissera sin första långfilm, Bad Boys. Filmen spelades in i Miami 1994 och hade Will Smith och Martin Lawrence i huvudrollerna. Actionfilmen visade sig vara en genombrottsroll för Smith, som vid den tiden höll på att gå från tv till film. Inspelningen i Miami var en bra erfarenhet för Bay som senare skulle äga ett hem i staden och tillbringa mycket tid där. Filmen färdigställdes för 19 miljoner dollar och spelade in anmärkningsvärda 141 miljoner dollar i kassan sommaren 1995. Bays framgång ledde till ett starkt partnerskap och vänskap med Jerry Bruckheimer.
Hans efterföljande film, The Rock (1996), var en actionfilm som utspelade sig på Alcatraz Island och i San Francisco Bay-området. Sean Connery, Nicolas Cage och Ed Harris hade huvudrollerna i filmen. Den producerades också av Jerry Bruckheimer och Don Simpson, varav den senare avled fem månader innan filmen släpptes. Filmen är tillägnad honom. Connery och Cage vann "Best On-Screen Duo" vid MTV Movie Awards 1997 och filmen nominerades till en Oscar i kategorin Best Achievement in Sound för Greg P. Russells, Kevin O'Connells och Keith A. Wester arbete.
1998 samarbetade Bay återigen med Jerry Bruckheimer, denna gång som medproducent och regissör för actionäventyrsfilmen Armageddon. Filmen, som handlar om en grupp tuffa oljeborrare som skickas ut av NASA för att avleda en asteroid från en kollisionskurs med jorden, hade Bruce Willis, Billy Bob Thornton, Ben Affleck och Liv Tyler i huvudrollerna. Filmen nominerades till fyra Oscars vid den 71:a Oscarsgalan, bland annat för bästa ljud, bästa visuella effekter, bästa ljudredigering och bästa originalsång. Filmen spelade in 9,6 miljoner dollar på premiärdagen och totalt 36,5 miljoner dollar under den första helgen. Produktionsbudgeten, 140 miljoner dollar, var en av de högsta under sommaren 1998. Armageddon fortsatte att inbringa över 553 miljoner dollar i hela världen.
Senare karriär
År 2001 regisserade Bay Pearl Harbor. I filmen medverkade Ben Affleck, Josh Hartnett, Kate Beckinsale och Cuba Gooding, Jr. Filmen hade premiär på Memorial Day-helgen 2001. Återigen producerade Bay filmen tillsammans med Jerry Bruckheimer. Filmen fick fyra Oscarsnomineringar, bland annat för bästa ljud, bästa visuella effekter, bästa ljudredigering och bästa sång. Återigen fick Kevin O'Connell ytterligare en nominering för bästa ljud, men han vann inte. Pearl Harbor vann i kategorin för ljudredigering. Michael Bay regisserade även musikvideon till den nominerade låten "There You'll Be" av sångerskan Faith Hill.[] Trots all den kritik som Michael Bay hade fått genom filmen förblev Pearl Harbor stillastående på den stora blockbuster-listan, eftersom den innehöll en handling som tittarna, särskilt den unga publiken, kan relatera till, och specialeffekter som gjorde filmen mycket realistisk.
Bay återförenade sig med Will Smith och Martin Lawrence i Bad Boys II, vilket också var Bays femte samarbete med Jerry Bruckheimer. Filmen spelade in 138 miljoner dollar på hemmaplan, vilket räckte för att täcka produktionsbudgeten, och 273 miljoner dollar i hela världen, nästan dubbelt så mycket som den första filmen.
2005 regisserade Bay The Island, en science fiction-film med Ewan McGregor och Scarlett Johansson i huvudrollerna. Det var den första filmen som Michael Bay gjorde utan Jerry Bruckheimer. The Island kostade 126 miljoner dollar att producera. Den spelade in 46 miljoner dollar på hemmaplan och 172 miljoner dollar i hela världen. Bay uppgav att han inte var nöjd med den inhemska marknadsföringskampanjen eftersom den förvirrade publiken om filmens egentliga ämne.
År 2007 regisserade han och samarbetade med Steven Spielberg för att producera Transformers, en actionfilm baserad på Transformers-serien. Filmen släpptes i USA och Kanada den 3 juli 2007, med förhandsvisningar klockan 20.00 den 2 juli. Förhandsvisningarna inbringade 8,8 miljoner dollar och under sin första dag med allmänpremiär spelade den in 27,8 miljoner dollar, vilket var ett rekord för tisdagskassan.[] Den slog Spider-Man 2:s rekord för den största intäkterna den 4 juli, med 29 miljoner dollar. Under öppningshelgen spelade Transformers in 70,5 miljoner dollar, vilket ger en öppningsvecka på 155,4 miljoner dollar och ger den rekordet för den största öppningsveckan för en film utan uppföljare.[] I november 2007 hade filmen spelat in över 319 miljoner dollar på hemmaplan och över 708 miljoner dollar världen över.
Bay återvände som regissör och exekutiv producent för Transformers: Revenge of the Fallen, som släpptes den 24 juni 2009 och som drog in över 832 miljoner dollar världen över. Även om den fick mestadels negativa recensioner av kritiker, inklusive aggressivt kritiska recensioner av amerikanska filmkritiker som Roger Ebert, Michael Phillips och David Denby (som hänvisade till Bay som "förbluffande, nästan brutalt, talanglös"), togs filmen väl emot av den avsedda publiken och var en av de mest inkomstbringande filmerna 2009. År 2010 fick den sju nomineringar till Golden Raspberry Award och vann tre: De fick tre utmärkelser: sämsta film, sämsta regissör och sämsta manus.
Bay regisserade Transformers: Dark of the Moon, som släpptes den 28 juni 2011. Han kan komma att regissera en uppföljare till Bad Boys-serien eller en "liten" film som han har utvecklat i flera år och som preliminärt kommer att heta Pain & Gain. Den sanna kriminalhistorien, som bygger på händelser som beskrivs i en artikel i Miami Herald skriven av Pete Collins, handlar om en grupp klumpiga kroppsbyggare som samarbetar för att begå ett rån.
Bay producerade DreamWorks I Am Number Four, baserad på en serie romaner av Pittacus Lore som publiceras av HarperCollins Children's Books. D. J. Caruso (Eagle Eye, Disturbia) har regisserat.