Ông nội của Mikhail, boyar Nikita Romanovich Zakharyin-Yuriev (1522 - 1586), là anh trai của hoàng hậu Nga Anastasia Romanovna (1530 - 1560), và là một cố vấn trung thành của Sa hoàng Ivan IV. Hoàng hậu Anastasia sinh cho Nga hoàng 6 người con, trong đó có con trai Dmitry (chết lúc mới 1 tuổi), cựu thái tử Ivan (bị cha giết năm 1582) và người kế vị Fyodor (1557 - 1598). Ít lâu sau, Nikita Romanov cưới thêm người vợ Alexandrovna Gorbataya-Shuyskaya sinh ra Fyodor Nikitich Romanov (1553 - 1633). Có quan hệ với hoàng gia Nga thông qua cô của mình, Fyodor Romanov trở thành một chỉ huy quân đội và nhà ngoại giao xuất sắc.

Dưới triều đại Fyodor I (1557 - 1598), Mikhail được làm boyar (lãnh chúa) vào năm 1583. Năm 1590, ông chiến đấu chống lại lực lượng viễn chinh của Johan III của đế quốc Thụy Điển, và năm 1593-1594, tiến hành đàm phán hòa bình với hoàng đế Rudolf II của đế quốc La Mã Thần Thánh.

Ngày 17/1/1598, Sa hoàng Fyodor I bất ngờ băng hà mà chưa có con nối dõi.Hội đồng boyar tổ chức bầu cử vào tháng 1/1598, chọn Boris Godunov (anh vợ của Fyodor I) kế vị ngôi Sa hoàng.

Sau khi lên ngôi, Godunov tìm cách trục xuất những người thân của Sa hoàng tiền nhiệm, trong đó có Fyodor Romanov; Năm 1600, ông này và vợ là Xenia Shestova (1560 - 1631) bị buộc phải vào tu viện để tu hành, dưới tên Philaret và Martha (lúc đó bà có dắt theo các con, trong đó có con trai Mikhail mới 4 tuổi). Philaret bị giam cầm ở tu viện Antoniev của miền bắc nước Nga.

Đến năm 1605, gia đình được Dmitriy I (vị Sa hoàng thân Ba Lan) giải thoát. Năm 1612, hoàng tử Ba Lan Władysław IV lên ngôi Sa hoàng Nga và tiếp tục giam cầm gia đình của Philaret.

Ngày 21/1/1613, trong tu viện tồi tàn Troitsa cách Moskva 70 km về hướng đông bắc, Hội đồng boyar đã họp và bầu con trai của Philaret, Mikhail Romanov lên ngôi Sa hoàng.

Ngày 22/7/1613, Mikhail tiếp nhận vương miện từ tay hội đồng boyar và lấy hiệu Mikhail I, khai sinh ra triều đại Romanov (1613 - 1917).

Sau khi đăng cơ, Mikhail I quyết tâm giải phóng đất nước Nga bằng cách điều hành quân đội phối hợp với các nhóm du kích ở Karelia và Pskov tấn công quân Ba Lan khắp nơi[1].

Ở miền bắc nước Nga, nhân dân vùng Novgorod bị chiếm đóng đã nổi dậy chống quân Thụy Điển, buộc chính phủ của họ phải đàm phán với Nga. Theo Hòa ước Stolbovo ký giữa hai nước ngày 27 tháng Giêng (17 tháng Giêng theo lịch cũ) năm 1617, vùng đất Novgorod được trao trả cho nước Nga, nhưng vịnh Phần Lan (gồm eo Carel, sông Neva và các thành phố Iam, Coporie, Ivan, Corela và Orensec), cửa ngõ duy nhất ra biển Baltic của Nga, vẫn nằm trong tay Thụy Điển[2].

Sau đó, Mikhail quay sang tuyên chiến với Ba Lan bắt đầu từ năm 1609, nhưng bất phân thắng bại. Từ năm 1612 - 1616, những đội quân đánh thuê của Ba Lan đã vây hãm thành Bryansk và đánh tan quân cứu viện của Nga ở gần Karachev. Năm 1615 - 1616, tướng Ba Lan Lisowski liên tiếp đánh bại quân Nga tại Rzhev, tiến về phía bắc Kashin, đốt Torzhok và tiến đánh Bolkhov vào cuối năm 1616. Với mục đích tiêu diệt hẳn quân Nga, vào đầu năm 1617 Quốc hội của liên minh Ba Lan - Litva thống nhất theo đề nghị của vua Ba Lan Wladislav IV biểu quyết tăng ngân sách cho cuộc chiến. Liên minh Ba Lan - Litva ào ạt tấn công và chiếm được các thị trấn Dorogobuzh (Дорогобуж, Drohobuż, Drohobycz) và Vyazma (Вязьма, Wiaźma) vào tháng 10/1617.

Tuy nhiên sau đó, lực lượng Khối thịnh vượng chung lại bị đánh bại ở Vyazma và Mozhaisk, khiến kế hoạch phản công của Chodkiewicz nhằm tiến đến Moskva thất bại. Cuối năm 1617 - đầu năm 1618, liên quân Ba Lan - Litva mở hai cuộc tấn công lớn vào Moskva, nhưng bị đánh bại ngay dưới chân thành.

Kế hoạch đánh chiếm nước Nga bị thất bại, vua Ba Lan buộc phải ký Hiệp định đình chiến Deulino ngày 11/12/1618, có hiệu lực vào ngày 4/1/1619[3]. Hiệp định này buộc hai nước ngừng chiến trong thời hạn 14,5 năm[4], theo đó Ba Lan đóng giữ các lãnh thổ của Chernigov, Severia (Siewiersk) và thành phố Smolensk. Hiệp định buộc Wladislav từ bỏ ngôi Sa hoàng Nga[5] và phải trao trả Thượng phụ Philaret về Nga[6].