Botvinnik sinh ngày 17 tháng 8 năm 1911,[2] tại nơi khi đó là Kuokkala, Thống đốc Vyborg, Đại công quốc Phần Lan,[3][4] nay là quận Repino ở Saint Petersburg.[5] Cha mẹ ông là những người Do Thái gốc Nga: cha Moisei Botvinnik (1878–1931),[6] là kỹ thuật viên nha khoa và mẹ ông là Shifra (Serafima) Rabinovich (1876–1952),[7][8][9] là nha sĩ., cho phép gia đình sống bên ngoài Khu định cư Pale, nơi mà hầu hết người Do Thái ở Đế quốc Nga bị hạn chế vào thời điểm đó. Kết quả là, Botvinnik lớn lên ở Nevsky Prospekt, Saint Petersburg. Cha của ông đã cấm nói ttiếng Yiddish ở nhà, và Mikhail và anh trai ông Isaak "Issy" theo học các trường Liên Xô.[5][10] Botvinnik sau đó kể lại, "Tôi đã được hỏi một lần," Bạn tự coi mình là người như thế nào từ quan điểm về quốc tịch? " Câu trả lời của tôi là, “Vâng, quan điểm của tôi là 'phức tạp'. Tôi là một người Do Thái theo dòng máu, một người Nga theo văn hóa, một người Xô Viết theo giáo dục. ”" [11] Về quan điểm tôn giáo của mình, ông tự gọi mình là một người vô thần.[12]

Năm 1920, mẹ ông bị bệnh và cha ông rời gia đình, nhưng vẫn giữ liên lạc với các con, ngay cả sau cuộc hôn nhân thứ hai, với một phụ nữ Nga. Cùng lúc đó, Botvinnik bắt đầu đọc báo và trở thành một người cộng sản tận tụy.[10]

Vào mùa thu năm 1923, ở tuổi mười hai,[2] Botvinnik được một người bạn cùng trường của anh trai dạy cờ vua, sử dụng một bộ quân cờ tự làm và ngay lập tức yêu thích trò chơi này.[10] Botvinnik đã kết thúc ở vị trí giữa bảng trong giải vô địch trường, tìm kiếm lời khuyên từ một người bạn khác của anh trai mình, và kết luận rằng đối với bản thân tốt hơn là nghĩ ra "các khái niệm cụ thể" và sau đó rút ra các nguyên tắc chung từ đó - và tiếp tục đánh bại bạn bè của anh trai mình khá dễ dàng. Vào mùa đông năm 1924, Botvinnik đã giành được chức vô địch của trường mình, và ăn gian tuổi của mình lên ba tuổi để trở thành thành viên của Hội cờ vua Petrograd - mà chủ tịch của câu lạc bộ đã giả vờ như không biết việc đó.[10] Botvinnik đã giành chiến thắng trong hai giải đấu đầu tiên do Hội tổ chức. Ngay sau đó, Nikolai Krylenko, một kỳ thủ cờ vua tận tụy và là thành viên hàng đầu của hệ thống luật pháp Liên Xô, người sau này đã tổ chức các phiên tòa xét xử Joseph Stalin, bắt đầu xây dựng một tổ chức cờ vua lớn trên toàn quốc, và Hội được thay thế bằng một câu lạc bộ trong Cung điện Lao động của thành phố..[10]

Để kiểm tra sức mạnh của các cao thủ cờ vua Liên Xô, Krylenko đã tổ chức giải cờ vua Moscow 1925. Vào một ngày nghỉ ngơi trong sự kiện, nhà vô địch thế giới José Raúl Capablanca đã có một buổi thi đấu đồng thời ở Leningrad. Botvinnik đã được chọn là một trong những đối thủ của Capablanca và đã thắng ván đấu đó.[10] Năm 1926, ông tiến đến chặng cuối cùng của giải vô địch Leningrad. Cuối năm đó, Botvinnik được chọn vào đội của Leningrad trong trận đấu với Stockholm, được tổ chức tại Thụy Điển, và giành chiến thắng +1=1 trước đại kiện tướng tương lai Gösta Stoltz. Khi trở về, Botvinnik đã kể cho các bạn cùng trường một câu chuyện sinh động về hành trình quay trở lại nước Nga trên biển động. Botvinnik được giao nhiệm vụ chú thích hai ván của trận đấu này và việc các phân tích của Botvinnik được xuất bản khiến ông bắt đầu nhận thức được sự cần thiết của sự khách quan. Vào tháng 12 năm 1926, Botvinnik trở thành ứng cử viên của chi nhánh Komsomol của trường mình. Vào khoảng thời gian này, mẹ ông bắt đầu lo lắng về vóc dáng kém cỏi của Botvinnik, và kết quả là ông bắt đầu chương trình tập thể dục hàng ngày mà được ông duy trì trong phần lớn cuộc đời.[10]

Khi Botvinnik hoàn thành chương trình học ở trường, ông chưa đủ tuổi tối thiểu để tham gia kỳ thi tuyển sinh vào giáo dục đại học.[13] Trong khi chờ đợi, Botvinnik đã đủ điều kiện tham dự chặng cuối cùng của Giải vô địch Liên Xô đầu tiên vào năm 1927 với tư cách là kỳ thủ trẻ nhất từng có tại thời điểm đó,[14]  kết quả đồng điểm đạt vị trí thứ 5-6 và đạt được danh hiệu kiện tướng.[13] Botvinnik muốn học Công nghệ Điện tại Viện Bách khoa Leningrad và đã vượt qua kỳ thi tuyển sinh; tuy nhiên, vẫn còn một lượng lớn đơn đăng ký cho khóa học này và Proletstud, cơ quan kiểm soát việc tuyển sinh, có chính sách chỉ nhận con của các kỹ sư và công nhân công nghiệp. Sau lời kêu gọi của một quan chức cờ vua địa phương, năm 1928, ông được nhận vào Khoa Toán của Đại học Leningrad.[13] Vào tháng 1 năm 1929, Botvinnik chơi cho Leningrad trong giải vô địch cờ vua của đội sinh viên với Moscow. Leningrad đã giành chiến thắng và người quản lý đội, đồng thời là phó chủ tịch của Proletstud, đã bảo đảm cho Botvinnik được chuyển đến Khoa Cơ điện của Đại học Bách khoa, nơi ông là một trong bốn sinh viên duy nhất nhập học thẳng từ trường. Kết quả là, Botvinnik phải làm công việc của cả năm trong năm tháng, và trượt một trong các kỳ thi.[13] Đầu năm đó, Botvinnik đứng đồng thứ ba chung cuộc trong chặng bán kết của Giải vô địch Liên Xô, và do đó không thể lọt vào chặng cuối cùng.[15]

Sự tiến bộ ban đầu của Botvinnik khá nhanh, hầu hết dưới sự huấn luyện của kỳ thủ và huấn luyện viên cờ vua Abram Model, ở Leningrad; Model đã dạy Botvinnik Biến thể Winawer của Phòng thủ Pháp, khi đó bị coi là kém hơn đối với Đen, nhưng Model và Botvinnik đã phân tích sâu hơn và sau đó đã chơi biến thể này với thành công rực rỡ.[16]

Botvinnik vô địch giải đấu Leningrad Masters năm 1930 [13] với số điểm 6½ / 8,  tiếp nối điều này vào năm sau khi giành chức vô địch Leningrad với 2 ½ điểm nhiều hơn nhà vô địch Liên Xô cũ Peter Romanovsky.[17]

Năm 1935, Botvinnik kết hôn với Gayane Davidovna Ananova, người gốc Armenia, là con gái của giáo viên đại số và hình học của ông. Cô từng là sinh viên của Học viện Ballet Nga Vaganova ở Leningrad và sau đó là diễn viên ba lê ở Nhà hát Bolshoi. Họ có một cô con gái, tên là Olga, sinh năm 1942.[18]