Stejně jako jeho bratr Vladimír začal Michal Dlouhý dětskou rolí ve filmu Už zase skáču přes kaluže. Později absolvoval konzervatoř a k divadlu se dal v roce 2001, konkrétně k souboru Činoherního klubu v Praze. Hrál např. ve filmech Černí baroni, Sametoví vrazi, T. M. A., Kajínek, zde po boku bratra Vladimíra, nebo Hranaři.
Herec Michal Dlouhý se také stal součástí seriálů My všichni školou povinní, Třetí patro, Hříchy pro pátera Knoxe, Poslední sezóna nebo Soukromé pasti. Hlavní roli ztvárnil mj. v krimi seriálu Kapitán Exner.
Hlas Michala Dlouhého si pro české znění propůjčil Brad Pitt, Keanu Reeves nebo Ben Affleck.
Michal Dlouhý je ženatý. Manželka Zuzana (seznámili se v roce 2003 na tenise, o ruku ji pak žádal natřikrát, vzali se v roce 2006) mu porodila dcery Annu a Karolínu. V minulosti chodil s kráskami, jako jsou Sabina Laurinová či Lucie Vondráčková.