Учился в классической гимназии в Житомире, затем в 1-ой гимназии Киева, окончил в 1888 с серебряной медалью. Учился на историко-филологическом факультете Университета св. Владимира в Киеве, специализировался по классической древности. В 1890 перевелся на историко-филологический факультет Петербургского университета, окончил в 1892. Оставлен для подготовки к профессорскому званию. В 1895—97 стажировался за границей (Греция, Италия, Австрия, Испания, Франция и др.). Приват-доцент Петербургского университета (1899—1903), одновременно преподавал римскую историю на Высших женских курсах. В 1899 защитил магистерскую диссертацию «История государственного откупа в Римской империи», в 1903 — докторскую диссертацию «Римские свинцовые тессеры». В 1903—08 экстраординарный, в 1908—18 ординарный профессор кафедры классической филологии Петербургского университета. Член Русского археологического общества. С 13 декабря 1908 член-корреспондент Императорской академии наук в СПб., с 15 апреля 1917 —  действительный член академии по разряду классической филологии и археологии (римская словесность и археология). Член конституционно-демократической партии. В конце июня 1918 отправился в научную командировку в Западную Европу (Швеция, Норвегия, Англия). Занимался исследовательской работой в колледже «Корпус Кристи» в Оксфорде (Великобритания). По приглашению французского правительства посетил ряд университетом Франции с лекциями о политике большевиков в России. С августа 1920 жил в США. Профессор Университета Висконсин-Мэдисон по кафедре древней истории. В 1922 принимал участие в открытии в США ЦК по обеспечению высшего образования русскому юношеству за границей и Американского комитета для образования русской молодежи в изгнании. Летом 1924 перешел в Йельский университет, профессор древней истории и археологии (1925—39), создал свою научную школу. Гражданин США (1929). Инициатор раскопок древнего поселения Дура-Эуропос на Евфрате (ныне Сирия), развалины которого были обнаружены после Первой мировой войны. Руководил как археологическими раскопками, так и изданием девяти томов предварительных сообщений по результатам экспедиций. В 1938—40 хранитель древностей из Дура-Эуропос в Йельском университете, в 1940—44 хранитель произведений древнего искусства и одновременно в 1939—44 директор археологических исследований университета. В 1935 президент Американской исторической ассоциации. Исключен из состава действительных членов АН на Общем собрании АН СССР 15 декабря 1928 «ввиду выезда за границу и как утративший связь с АН СССР». Восстановлен (посмертно) в членстве в АН СССР постановлением Общего собрания АН СССР от 22  марта 1990. После Второй мировой войны участвовал в работе Русско-американского союза помощи русским вне СССР. Один из создателей Толстовского фонда, член Консультативного совета Фонда помощи русским писателям и ученым в США, многих зарубежных научных обществ и академий.

Похоронен на университетском кладбище в Нью-Хейвене.

Отец: Иван Яковлевич (р. 1831), директор 1-й киевской гимназии. Братья: Борис, после 1917 жил в Грузии, расстрелян в 1920-х; Дмитрий; Федор (1878—1933), генерал, в эмиграции во Франции. Одна из сестер замужем за Э.Ф. Голлербахом; умерла в Ленинграде во время блокады. Жена: Софья Михайловна Кульчицкая (1878—1963).

Фотография захоронения любезно предоставлена Ю.Сандуловым

Библ.: Материалы для библиографии русских научных трудов за рубежом (1920—1940) / Под ред. Е.В. Спекторского. Т. 1. Белград, 1931. № 334. С. 264—265; Труды русской, украинской и белорусской эмиграции, изданные в Чехословакии в 1918—1945 гг. Прага, 1996. Т. 1. Ч. 2. С. 628—629; Зуев В.Ю. Материалы к биобиблиографии М.И. Ростовцева // Скифский роман / Под общ. ред. Г.М. Бонгард-Левина. М., 1997. С. 200—230.

Соч.: ΣΚΥΩΙΚΑ. Избранные работы академика М.И. Ростовцева. СПб., 1993; Скифский роман / Под общ. ред. Г.М. Бонгард-Левина. М., 1997; Общество и хозяйство в Римской империи. В 2 т. СПб., 2000—2001; Избранные публицистические статьи: 1906—1923 / Подг. текста, предисл., комм. и биогр. словарь И.В. Тункиной. М., 2002; Парфянский выстрел. М., 2003; Miscellanea: Из журналов русского зарубежья (1920—1939). СПб., 2004; Iranians and Greeks in South Rus¬sia. Oxford, 1922; A Large Estate in Egypt in the Third Century В.С. Oxford, 1922; Social and Economic History of the Roman Empire. Oxford, 1925; A History of the Ancient World. I: The Orient and Greece. Oxford, 1926; The Akineal Style in Southern Russia and China. Oxford, 1929; Cambridge Ancient History VII: Egypt and Syria and the East; VIII: The Bosporan Kingdom; Skythien und der Bosporus. Berlin, 1930.

Лит.: Вернадский Г.В. М.И. Ростовцев // Seminarium Kondakovianum. T. 4. Pr., 1931. С. 239—252; Ковалевский П.Е. Зарубежная Россия: История и культурно-просветительная работа русского зарубежья за полвека (1920—1970). Париж, 1971. С. 170, 171, 172, 175; Фролов Э.Д. Судьба ученого: М.И. Ростовцев и его место в русской науке об античности // Вестник древней истории. 1990. № 3. С. 143—165; Бонгард-Левин Г.М. Академик Михаил Иванович Ростовцев: (Неизвестные и малоизвестные архивные материалы из коллекций США. Краткий обзор) // Там же. 1993. № 3. С. 202—208; Бонгард-Левин Г.М. Владимир Набоков и М.И. Ростовцев: (Новые материалы из архивов США) // Новое литературное обозрение. 1993. № 5. С. 122—137; Бонгард-Левин Г.М., Вахтель М., Зуев В.Ю. Михаил Иванович Ростовцев и Вячеслав Иванович Иванов: (Новые материалы) // Вестник древней истории. 1993. № 4. С. 210—221; Бауэрсок Г., Бонгард-Левин Г.М. М.И. Ростовцев и Гарвард // Там же. 1994. № 1. С. 204—220; Бонгард-Левин Г.М. Автобиографические материалы М.И. Ростовцева // Там же. 1996. № 1. С. 170—180; Бонгард-Левин Г.М. М.И. Ростовцев и У.Л. Вестерманн: диалог историков // Там же. № 3. С. 166—184 (с Ю.Н. Литвиненко); Бонгард-Левин Г.М. М.И. Ростовцев и А.А. Васильев: (Новые архивные материалы) // Там же. № 4. С. 168—189; Бонгард-Левин Г.М. М.И. Ростовцев и Э.Х. Миннз: (Новые архивные материалы) // Там же. 1997. № 1. С. 184—221; Русское зарубежье. Золотая книга эмиграции. Первая треть ХХ века: Энциклопедический биографический словарь / Под общей ред. В.В. Шелохаева. М., 1997. С. 546—548 (авт. Аветесян К.); Скифский роман / Под общ. ред. Г.М. Бонгард-Левина. М., 1997; Бонгард-Левин Г.М. Изгнание в вечность: Великий русский историк М.И. Ростовцев в США. Нью-Йорк, 1999; Российская Академия наук: Персональный состав. Кн. 1: 1724—1917. М., 1999. Кн. 1. С. 98, 196; Бонгард-Левин Г.М., Бонне К., Литвиненко Ю.Н., Марконе А. «Монгол приветствует сирийца»: переписка М.И. Ростовцева и Ф. Кюмона // Вестник древней истории. 2000. № 3. С. 142—158; Н.П. Кондаков и М.И. Ростовцев. Письма 1919—1925 годов // Кызласова И.Л. История отечественной науки об искусстве Византии и Древней Руси: 1920—1930-е годы. М., 2000. С. 113—143; Бонгард-Левин Г.М. Скифский роман, или Жизнь Михаила Ивановича Ростовцева // Российская научная эмиграция: двадцать портретов. М., 2001. С. 293—313; Бонгард-Левин Г.М. Академик М.И. Ростовцев и Нобелевская премия И.А. Бунина // Историческая наука на рубеже веков. М., 2001. С. 288—301; Тачева М. Проф. М. Ив. Ростовцев и България // Бялата емиграция в Българии: Материали от научна кнференция София, 23 и 24 сентября 1999 г. София, 2001. С. 154—158; Бонгард-Левин Г.М. Отъезд академика М.И. Ростовцева из России: (новые архивные материалы) // Страницы российской истории. Проблемы, события, люди: Сборник статей в честь Б.В. Ананьича. СПб., 2003. С. 289—295; Лавров А.В. Из эпистолярного наследия М.И. Ростовцева (Письма к М.К. Лемке) // Scripta Gregoriana: Сборник в честь семидесятилетия академика Г.М. Бонгард-Левина. М., 2003. С. 410—415; Лебедев Г.С. «Скифский роман» и его герой: М.И. Ростовцев и его место в отечественной исторической науке // Вестник древней истории. 2003. № 2. С. 171—185; Александров Е.А. Русские в Северной Америке: Биографический словарь. Хэмден, Сан-Франциско, СПб., 2005. С. 435; Общественная мысль русского зарубежья: Энциклопедия / Отв. ред. В.В.Журавлев. М., 2009. С. 490—494 (авт. А.А. Федоренко, Ю.Н. Ланина); Rostovtzeff e I’Italia / A cura di Arnaldo Marcone: (Incontri perugini di storia della storiografia antica e sul mondo antico. IX. Gubbio. Casa di Sant’Ubaldo, 25—27 Maggio 1995). Napoli, 1999; Bongard-Levin G.M. M.I. Rostovtzeff in England: a Personal Experience of West and East // Ancient Greeks: West and East. Leiden, 2000. P. 1—45; Raymond B., Jones J.D. The Russian Diaspora, 1917—1941. Lanham, 2000. P. 181—182; Michel Ivanovitch Rostovtzeff / sous la dir. de J. Andreau, W. Berelowitch. Bari, 2008.

Некр.: Незабытые могилы. Российское зарубежье: Некрологи 1917—1997: В 6 т. / Сост. В.Н. Чуваков. М., 2006. Т. 6, кн. 1. С. 285.