Hall ble født som enebarn i Raleigh i North Carolina. Hans mor, Janice Styons Hall, er dekan for studenter på Wake Forest Rolesville High School, mens hans far, William Carlyle Hall, jobbet for IBM. Halls søster døde før han ble født, og hans far døde av kreft da Hall var elleve år gammel.
Hall gikk Ravenscroft School i Raleigh, og tok eksamen i 1989. Han ble uteksaminert fra Earlham College i Richmond i Indiana i 1993. Han gikk senere på New York University's Master of Fine Arts program i New York City.
I 1999 fikk Hall en rolle i Broadway-oppsetningen Cabaret regissert av Sam Mendes, som var hans første Broadway rolle. Mendes som også regisserte filmen American Beauty, skrevet av Alan Ball, foreslo Hall for rollen som David Fisher i dramaserien Six Feet Under, som ble hans store gjennombrudd.
Hall ble nominert til Emmy for sin skuespillerprestasjon i den første sesongen av Six Feet Under, og vant AFI Award-nominasjon som årets beste skuespiller. I tillegg delte han Screen Actors Guild-nominasjon for beste skuespiller for alle de fem årene serien var i produksjon, og vant prisen både i 2003 og 2004.
Michael C. Hall er hovedrolleinnehaver og en av produsentene av Showtime-TV-serien Dexter, som handler om Dexter Morgan, som på dagtid jobber som blodsprutanalytiker for Miami-Metro-politiet, mens han om natten er en hensynsløs seriemorder som kun dreper dem han synes fortjener det. Seriens første sesong hadde premiere 1. oktober 2006, den andre sesongen 30. september 2007, den tredje sesongen den 28. september 2008 og den fjerde sesongen begynte den 27. september 2009. For sitt arbeid med serien, har Hall nominert til Golden Globe i 2007 og 2008 for beste skuespiller i et tv-drama. Hall vant i 2007 TCA prisen for Individual Achievement for sitt bidrag til Dexter. Hall ble også nominert til en Emmy-pris i 2008 for beste skuespiller i en dramaserie for sitt arbeid i Dexter. Dexter ble i 2008 nominert til en Emmy i dramaserie kategorien. Hall ble nok en gang nominert til en Golden Globe-pris i 2009 for beste skuespiller i en dramaserie for sitt arbeid med Dexter.
Privat
I 2002 giftet han seg med skuespillerinnen Amy Spanger, men ble skilt fire år senere i 2006. På nyttårsaften i 2008, stakk han av med Jennifer Carpenter, som spiller hans rollefigur Dexter Morgans søster Debra Morgan på Showtimes tv-serie Dexter.
Den 13. januar 2010, bekreftet Halls agent og talsmann at han var under behandling for krefttypen Hodgkins lymfom. Mange av hans kolleger og venner innrømmet at de ikke hadde noen anelse om at Hall kjemper mot kreft, fordi han aldri viste noen tegn til sykdommen.