Родился 11 (24) января 1901 года в семье еврейских социал-демократов в Иркутске, куда был сослан его отец Илья Максимович за участие в революционной деятельности[4]. Согласно обнаруженной исследователями записи в метрической книге иркутской синагоги, он родился тремя днями ранее — 8 (21) января1901 года[5].
В 1902 году семью выслали в Заиграево (ныне в Бурятии) к политическим ссыльным. В Заиграеве жил до пятилетнего возраста, там же родилась младшая сестра Ида[6]. Затем семья вернулась в Вильну, откуда был родом его отец, а в 1907 году переехала в Москву, где жила на улице Пятницкой, дом 10[7][8].
В 1918 году окончил гимназию. В 1918—1920 годах служил в продовольственной экспедиции, в Наркомпроде, в Главснабпродарме, в 1920—1921 годах — в Красной армии в должности младшего инспектора особой комиссии по вопросам численности РККА при Полевом штабе РВСР[9].
Уже во время учёбы я помимо скульптуры начал пробовать свои силы в других областях искусства. Этому способствовала моя довольно равномерная одарённость в самых различных направлениях. Я оказался неплохим актёром, обнаружил режиссёрские задатки, довольно успешно подвизался и на литературном поприще — писал, переводил Золя, Флобера, одно время увлекался музыкой. Как скульптор я сделал ряд работ и выставлялся.
В 1927 году был призван на Сибирские повторные годичные курсы комсостава РККА. В 1928—1930 годах был внештатным сотрудником кинокомиссии в Институте методов внешкольной работы. Получив доступ к фильмам, стал заучивать их наизусть кадр за кадром. Каждый из них смотрел по 20-30 раз, записывал по памяти и делал подробный анализ. По собственному признанию, эта работа дала ему очень много в области монтажа, сценария и мизансцены. В то же время для практики написал более десяти сценариев, ни один из которых не был поставлен. Семью содержал изготовлением диаграмм, чертежей и т. п. В 1930 году начал писать сценарии для Московской фабрики Совкино. Некоторые из них — «Реванш», «Рядом с нами», «Конвейер смерти» — были поставлены[10].
В 1931 году режиссёр Александр Мачерет пригласил его ассистентом на фильм «Дела и люди», а в 1933 году ему была поручена первая самостоятельная работа — немой фильм «Пышка» по Мопассану[11]. В этой экранизации, снятой всего в двух небольших декорациях и выделяющейся точным подбором актёров и горькой иронией, начинающий режиссёр продемонстрировал умелый перевод литературной основы на язык кино.
В 1937 году закончил фильм «Тринадцать» о пограничниках в среднеазиатской пустыне. Это был ремейк американской ленты «Потерянный патруль» Джона Форда и первый советский истерн. В том же году получил предложение за четыре месяца снять первый художественный звуковой фильм о Ленине — «Восстание». В период работы над режиссёрским сценарием жил на квартире помощника начальника Главного управления кинофотопромышленности Альберта Сливкина и стал свидетелем его ареста[12][13]. Фильм вышел в прокат под названием «Ленин в Октябре» и пользовался большим успехом. Ромм был награждён орденом Ленина и принят кандидатом в члены ВКП(б).
В 1938 году поставил фильм «Ленин в 1918 году». В июле 1939 года переведён из кандидатов в члены ВКП(б). В мае 1940 года избран членом партийного комитета киностудии «Мосфильм». 23 мая 1940 года ему было присвоено звание заслуженного деятеля искусств, 15 марта 1941 года — присуждена Сталинская премия I степени. С октября 1940 года работал художественным руководителем и заместителем начальника Главного управления по производству художественных фильмов. В мае 1941 года назначен начальником управления по производству художественных фильмов[14].
Был членом СК СССР. Автор книг и статей по вопросам киноискусства.
Могила Ромма на Новодевичьем кладбище Москвы
Михаил Ромм скончался 1 ноября1971 года в Москве на 71-м году жизни в процессе работы над документальным фильмом «Мир сегодня». Он сидел дома за рабочим столом и, как обычно, раскладывал карточки, на которых были обозначены кадры из новой ленты. Когда в кабинет заглянула его жена Елена Кузьмина, он произнёс: «Сегодня мне что-то нездоровится. Я, пожалуй, прилягу». Супруга помогла ему лечь на диван. Через несколько мгновений он умер[21]. Его очередная работа впоследствии была завершена Элемом Климовым, Марленом Хуциевым и Германом Лавровым и выпущена под названием «И всё-таки я верю…».
Отец — Илья Максимович (Монесович) Ромм (1869—1929), врач-бактериолог. Мать — Тереза (Мария) Исааковна Ромм-Аронсон (урождённая Трайна Айзиковна Аронсон), зубной врач, в Иркутске вела приём в доме И. Локуциевского на Благовещенской улице, 8[23][24][25][26].
Мемориальная доска на доме в Москве, где жил Михаил Ромм
В 1975 году вышла книга, написанная Марком Заком, «Михаил Ромм и традиции советской кинорежиссуры».
В 1985 году был снят документальный фильм «Михаил Ромм. Исповедь кинорежиссёра». Режиссёр Аркадий Цинман, сценарист Семён Фрейлих.
Материалы, записанные режиссёром на магнитную ленту в 1966—1971 годах, долгое время хранились в домашнем архиве, но не могли быть изданы по цензурным соображениям. В восьмидесятые годы некоторые из них были опубликованы и вышли серией пластинок на фирме «Мелодия».
В 1989 году Всесоюзным творческо-производственным объединением «Киноцентр» тиражом 125000 экземпляров была издана книга «Устные рассказы». В 2003 году рассказы режиссёра, дополненные воспоминаниями его жены актрисы Еленой Кузьминой и падчерицы Натальи Кузьминой, а также фотографиями и документами из личного архива и архива Государственного музея кино, были изданы под названием «Как в кино. Устные рассказы» (М. И. Ромм. Как в кино. Устные рассказы. — Нижний Новгород: Деком, 2003. — 256 с. — (Имена). — ISBN 5-89533-085-1.).
В 2008 году в Иркутске в память о режиссёре была установлена мемориальная доска[30].