Bay alustas oma tegevust filmitööstuses George Lucas'i juures praktikal, kui ta oli viieteistkümneaastane, kirjutades "Kadunud argi röövlid" stsenaariume, mis tema arvates tuli kohutav. Tema arvamus muutus pärast seda, kui ta nägi seda filmi kinos ja see kogemus avaldas talle nii suurt muljet, et ta otsustas hakata filmirežissööriks. Ta lõpetas 1986. aastal Wesleyani ülikooli, kus ta õppis nii inglise keelt kui ka filmi. Ta oli Psi Upsiloni vennaskonna liige ja filmiajaloolase Jeanine Basingeri lemmikõpilane. Lõpetuseks õppis ta Pasadenas Art Center College of Design'is, kus ta õppis ka filmi. []
Michael Bay alustas tööd Propaganda Filmsis, kus ta lavastas reklaame ja muusikavideosid, kaks nädalat pärast ülikooli lõpetamist.[] Tema 90-sekundilise, Teise maailmasõjast inspireeritud Coca-Cola reklaami võttis Capitol Records. Tema esimene üleriigiline reklaam Punase Risti jaoks võitis 1992. aastal Clio auhinna.
Bay edu muusikavideotes pälvis produtsentide Jerry Bruckheimeri ja Don Simpsoni tähelepanu, kes valisid ta oma esimese täispika filmi "Bad Boys" lavastajaks. Filmi filmiti 1994. aastal Miamis ning selles mängisid Will Smith ja Martin Lawrence. See põnevusfilm osutus Smithi jaoks, kes oli sel ajal üleminekul televisioonist filmidesse, läbilöögiks. Filmivõtete tegemine Miamis oli hea kogemus Bayle, kes hiljem omab linnas kodu ja veedab seal palju aega. Film valmis 19 miljoni dollari eest ja kogus 1995. aasta suvel kassas märkimisväärsed 141 miljonit dollarit. Bay edu tõi kaasa tugeva partnerluse ja sõpruse Jerry Bruckheimeriga.
Tema järgne film "The Rock" (1996) oli tegevusfilm, mille tegevuspaigaks oli Alcatrazi saar ja San Francisco lahe piirkond. Filmis mängisid Sean Connery, Nicolas Cage ja Ed Harris. Filmi produtsendid olid Jerry Bruckheimer ja Don Simpson, kellest viimane suri viis kuud enne filmi ilmumist. Film on pühendatud talle. Connery ja Cage võitsid 1997. aastal MTV filmiauhindade jagamisel auhinna "Parim ekraaniduo" ning film oli nomineeritud Oscarile parima helitöö kategoorias Greg P. Russelli, Kevin O'Connelli ja Keith A. Westeri töö eest.
1998. aastal tegi Bay taas koostööd Jerry Bruckheimeriga, seekord kaasprodutsendina, ning lavastas ka põnevusfilmi "Armageddon". Selles filmis, mis räägib grupist karmidest naftapuurijatest, kes saadetakse NASA poolt asteroidi kõrvale tõrjuma kokkupõrkekursist Maaga, mängisid Bruce Willis, Billy Bob Thornton, Ben Affleck ja Liv Tyler. Film kandideeris 71. Oscaril 4 Oscarile, sealhulgas parima heli, parimate visuaalsete efektide, parima helitöötluse ja parima originaalloo eest. Film teenis avamispäeval 9,6 miljonit dollarit ja esimese nädalavahetusega kokku 36,5 miljonit dollarit. Filmi tootmiseelarve, 140 miljonit dollarit, oli 1998. aasta suve üks suuremaid. Armageddon kogus maailmas üle 553 miljoni dollari.
Hilisem karjäär
2001. aastal lavastas Bay Pearl Harbori. Filmis mängisid Ben Affleck, Josh Hartnett, Kate Beckinsale ja Cuba Gooding Jr. Film ilmus 2001. aasta mälestuspäeva nädalavahetusel. Bay produtseeris filmi taas koos Jerry Bruckheimeriga. Film sai neli Oscarinominatsiooni, sealhulgas parima heli, parimate visuaalsete efektide, parima helitöötluse ja parima laulu eest. Kevin O'Connell sai taas ühe nominatsiooni parima heli eest, kuid ei võitnud. Pearl Harbor võitis helitöötluse kategoorias. Michael Bay lavastas ka laulja Faith Hilli nomineeritud loo "There You'll Be" muusikavideo.[] Hoolimata kõigist kriitikatest, mida Michael Bay oli filmi kaudu saanud, jäi Pearl Harbor suurte kassahittide nimekirjas püsima, sest selles oli süžee, millega vaatajad, eriti noored vaatajad, saavad samastuda, ja eriefektid, mis tegid filmi väga realistlikuks.
Bay tegi koos Will Smithi ja Martin Lawrence'iga uuesti koostööd filmi "Bad Boys II" jaoks, mis oli ühtlasi Bay viies koostöö Jerry Bruckheimeriga. Film tõi kodumaal 138 miljonit dollarit, millest piisas tootmiseelarve katmiseks, ja 273 miljonit dollarit kogu maailmas, mis on peaaegu kaks korda rohkem kui esimene film.
2005. aastal lavastas Bay Ewan McGregori ja Scarlett Johanssoni peaosaga ulmefilmi "The Island". See oli esimene film, mille Michael Bay tegi ilma Jerry Bruckheimerita. The Islandi tootmine läks maksma 126 miljonit dollarit. Film teenis 46 miljonit dollarit kodumaal ja 172 miljonit dollarit kogu maailmas. Bay väitis, et talle ei meeldinud kodumaine turunduskampaania, kuna see ajas publiku segadusse filmi tegelikust teemast.
2007. aastal lavastas ta koos Steven Spielbergiga "Transformersi", mis on Transformers-frantsiisil põhinev live-action-film. Film jõudis USAs ja Kanadas kinodesse 3. juulil 2007, eelvaateid tehti 2. juulil kell 20.00. Eelvaateid tehti 8,8 miljoni dollari eest ja esimesel üldkasutataval päeval teenis film 27,8 miljonit dollarit, mis on teisipäevase kassarekord.[] See purustas "Spider-Man 2" rekordi, mis oli suurim 4. juuli koguprodukt, teenides 29 miljonit dollarit. Esilinastusnädalavahetusel kogus "Transformers" 70,5 miljonit dollarit, mis teeb 155,4 miljoni dollari suuruse avanädala, mis on suurima avanädala rekord, mis on saavutatud mitte-filmide puhul.[] Alates 2007. aasta novembrist on film teeninud kodumaal üle 319 miljoni dollari ja kogu maailmas üle 708 miljoni dollari.
Bay naasis režissööri ja produtsendina filmi Transformers: Revenge of the Fallen, mis ilmus 24. juunil 2009 ja kogus üle maailma 832 miljonit dollarit. Kuigi film sai kriitikutelt enamasti negatiivseid hinnanguid, sealhulgas Ameerika filmikriitikutelt nagu Roger Ebert, Michael Phillips ja David Denby (kes nimetas Bayd "hämmastavalt, peaaegu tigedalt, andetuiks"), võeti see film sihtgrupis hästi vastu ja oli üks 2009. aasta suurima tuluga filme. 2010. aastal pälvis see seitse Kuldse Vaarika auhinna nominatsiooni ja võitis kolm: halvim film, halvim režissöör ja halvim stsenaarium.
Bay lavastas Transformersi: Dark of the Moon, mis ilmus 28. juunil 2011. Ta võib lavastada "Bad Boys" frantsiisi jätkufilmi või "väikese" filmi, mida ta on aastaid arendanud ja mille esialgne nimi on "Pain & Gain". Pete Collinsi kirjutatud Miami Heraldi artiklis kirjeldatud sündmustel põhinev tõsielulugu räägib grupist rumalatest kulturistidest, kes töötavad koos röövi toimepanemiseks.
Bay tootis DreamWorks'i filmi "Ma olen number neli", mis põhineb Pittacus Lore'i romaanisarjal, mille on välja andnud HarperCollins Children's Books. Režissööriks on D. J. Caruso (Eagle Eye, Disturbia).
