米哈伊尔·巴列奥略于1225年生于尼西亚（今土耳其伊兹尼克），是一名拜占庭帝国官员（megas domestikos）的儿子，他的母亲是拜占庭皇帝阿莱克修斯三世的孙女。

米哈伊尔早年就与众不同，经过升迁，他成为尼西亚帝国皇帝的拉丁雇佣军的长官。1258年提奥多雷二世死后，7岁的约翰四世即位，此时米哈伊尔逐渐控制了国务。同年11月他被授予执政官（despotēs）的头衔。1259年1月1日在热那亚共和国的帮助下他被提升为共治皇帝。

1259年，米哈伊尔八世战胜了亚该亚侯国和伊庇鲁斯公国的联军，捍卫了尼西亚帝国在欧洲的地位。

米哈伊尔八世1261年的加冕典礼1261年3月，米哈伊尔八世与热那亚签订《纽法昂条约》。在热那亚的支持下，于7月25日派将军阿莱克修斯（Alexios Strategopoulos）从拉丁帝国末代皇帝鲍德温二世手中夺回君士坦丁堡。8月15日，米哈伊尔八世进入君士坦丁堡，由君士坦丁堡牧首阿森纽斯（Arsenios）为他加冕，开创拜占庭帝国巴列奥略王朝。12月，留在尼西亚的约翰四世被刺瞎双眼，关入修道院，米哈伊尔八世因而被革除教籍，直到六年后（1268年）才被新牧首约瑟夫一世恢复。米哈伊尔八世又迅速地将约翰四世的姐妹们远嫁他处，让她们的子女无法威胁他自己的孩子的继承权。

米哈伊尔八世进入君士坦丁堡后下令放弃所有拉丁习俗，恢复了大多数第四次十字军东征前的拜占庭仪式和机构，恢复君士坦丁堡的人口，重建被破坏的教堂、修道院和公共建筑。他强烈地意识到西方拉丁世界，尤其是他的亚平宁半岛诸国（那不勒斯王国的查理一世、罗马教皇和威尼斯共和国）对他的巨大威胁，因为这些势力试图恢复拉丁人对君士坦丁堡的统治。

1262年，迫使伊庇鲁斯君主米海尔二世·安基卢斯承认其宗主权。在教宗乌尔班四世的调停下分别于1263年与亚该亚和1264年与伊庇鲁斯达成和议。根据这个和议亚该亚将摩瑞亚的米斯特厄斯、摩涅姆瓦西亚等三座要塞让给拜占庭。米哈伊尔八世与热那亚联盟来对付威尼斯和其它爱琴海的拉丁国家，最后则与热那亚和威尼斯均达成协议来保障拜占庭与这些势力之间的力量平衡。

米哈伊尔八世时期的拜占庭帝国（粉色部分）这场争议使得拜占庭的东正教邻居塞尔维亚王国和第二保加利亚王国加入了米哈伊尔八世的对立面。在米哈伊尔八世的统治期间这并没有造成巨大的威胁。1270年代末，米哈伊尔八世利用保加利亚的内战占领了保加利亚部分的色雷斯，甚至短期地将他的女婿伊凡·阿森三世推上保加利亚王位。

为了在教宗与拉丁帝国的支持者间制造隔阂，米哈伊尔八世决定合并东正教与天主教教会。1274年派使节出席第二次里昂公会议，承认教皇最高权威，希腊教会和拉丁教会暂获统一，达到了其外交目的。但是米哈伊尔八世做出的妥协在拜占庭遇到了巨大的反对。他不得不将许多反对合并的人关入监狱。而最后与那不勒斯联盟的新教皇马丁四世还是革除了米哈伊尔八世的教籍，并支持查理一世对拜占庭发动十字军远征，双方关系再度破裂。

米哈伊尔八世·巴列奥略通过精心安排的外交步骤，米哈伊尔八世挑动了西西里岛上反抗那不勒斯王国的民变，并促使了加泰罗尼亚国王佩德罗三世入侵西西里（西西里晚祷）。这导致了那不勒斯王国的分裂，使得查理一世的远征计划破灭。

在内政上，米哈伊尔八世恢复了拜占庭帝国老的管理制度，但是未敢校正其缺陷。通过发放廉价的银币他加速了拜占庭商业的衰败。为了恢复君士坦丁堡的元气以及保卫帝国在欧洲的省份，米哈伊尔八世削弱了安那托利亚前线的军队，不得不削减其薪水以及取消其免税。这个政策导致了这个前线的逐渐崩溃，甚至在米哈伊尔八世1282年12月11日在色雷斯逝世前，土耳其流民就已经开始逐步渗入安那托利亚了。

米哈伊尔八世所建立的巴列奥略王朝在拜占庭统治了近乎两个世纪，比罗马历史上任何王朝都要长。