Michael Peña wurde in Chicago geboren und wuchs bei Nicolasa, einem Sozialarbeiter, und Eleuterio Peña auf, der in einer Knopffabrik arbeitete. Seine Eltern stammen aus Mexiko, seine Mutter aus Charcas in San Luis Potosí und sein Vater aus der Villa Purificación in Jalisco.
Nach dem Abitur ging er zu einem offenen Casting-Call für den Peter-Bogdanovich-Film „To Sir, mit Love II“. Zu seiner Überraschung schlug er Hunderte anderer junger Männer für eine Rolle. Sein Debut feierte er 1994 in dem Indifilm „Running Free“.
Nach dem Umzug nach Los Angeles wurde Michael Peña schnell eine Reihe fand er schnell Arbeit. So spielte er unter anderem in den Filmen von Rollen, darunter „My Fellow Americans“ (Ein Präsident für alle Fälle (1996)) mit Jack Lemmon und James Garner, „La Cucaracha“ (La Cucaracha - Spiel ohne Regeln (1998)) und in Jerry Bruckheimers „Gone in Sixty Seconds“ (Nur noch 60 Sekunden (2000)). Im Jahre 2011 spielte er an der Seite von Eddie Murphy und Ben Stiller in dem Film „Tower Heist“ (Aushilfsgangster (2011)).
Danach war er in Filmen wie „Million Dollar Baby“ (2004), „Gangster Squad“ (2013), „Ant-Man“, „The Martian“ (Der Marsianer - Rettet Mark Watney (2015)), „CHIPS“ (2017) und „Ant-Man and the Wasp“ (2018) zu sehen.
In den Serien Chozen, Gracepoint und Narcos hatte er jeweils eine Hauptrolle. Im Jahre 2005 war er als Detective Armando Renta in zehn Episoden der beliebten Serie them Shield zu sehen.
Im Sommer 2018 ist er in dem Netflix-Film „Extinction“ in einer Hauptrolle zu sehen. im gleichen Jahr folgte dann die Mitarbeit in der Netflix-Serie Narcos. Im nächsten Jahr spielt er dann in der zweiten Staffel der Amazon-Prime-Serie Tom Clancy's Jack Ryan als Ding Chavez mit.
Privatleben
Michael Peña lebt in Los Angeles, wo er in einer Band Bass spielt. Er liebt es Golf zu spielen und betreibt nebenher auch noch Boxen als Sport zur Entspannung.
Seit dem Jahre 2006 ist er mit Brie Shaffer verheiratet. Das Paar hat ein Sohn, der auf den Namen Roman getauft wurde.