Il commence sa carrière d'entraîneur avec le Titan de Laval en 1990 dans la Ligue de hockey junior majeur du Québec pour un court passage de trois matchs derrière le banc. Il prend réellement la direction de l'équipe en 1993-1994 et occupe le poste pendant deux ans remportant le trophée Ron-Lapointe du meilleur entraîneur de la saison en 1994-1995[7]. Il prend ensuite les commandes des Prédateurs de Granby et mène son équipe à la première place de son association[8] puis à la victoire de la Coupe Memorial[9]. Therrien entraîne encore une saison l'équipe mais celle-ci perd en demi-finale des séries de la ligue contre les Foreurs de Val-d'Or. Il remporte tout de même à titre personnel, le trophée Paul-Dumont de la personnalité de l'année dans la LHJMQ[7].
L'équipe mettant fin à ses activités, Therrien se retrouve sans emploi avant d'être embauché par les Canadiens de Fredericton qu'il retrouve. La franchise étant déménagée à Québec, il suit l'équipe et dirige alors les Citadelles de Québec pendant 99 parties les menant au titre de champion de division en 1999-2000. L'équipe est alors battue au premier tour des séries par les Bruins de Providence[10].
Avec les Canadiens de Montréal
Le , après un mauvais début de saison, les Canadiens de Montréal font de lui leur nouvel entraîneur-chef en remplacement d'Alain Vigneault. Therrien, connaît une première saison difficile dans la LNH qui se termine avec une faible récolte de 70 points. La saison suivante commence mal avec la perte du capitaine de l'équipe, Saku Koivu qui doit soigner un cancer, mais l'équipe parvient tout de même à se qualifier pour les séries en battant les Sénateurs d'Ottawa 4 à 3 lors du retour de son capitaine guéri. Les Canadiens parviennent ensuite à battre les Bruins de Boston pour accéder à la demi-finale de l'association de l'Est.
Lors de la demi-finale, ils mènent la série 2 victoires à 1, et la partie 3 à 0 contre les Hurricanes de la Caroline. Stéphane Quintal écope alors d'une punition. Therrien argumente avec l'officiel Kerry Fraser et écope à son tour d'une punition pour conduite anti-sportive. Les Canadiens laissent alors filer leur avance et perdent 4 à 3 avant de subir deux autres revers 5 à 1 et 8 à 2[11] et d'être éliminés.
Le , il est renvoyé par la direction des Canadiens à la suite d'un début de saison avec seulement deux victoires en douze matchs et est remplacé par Claude Julien. Il est alors le sixième entraîneur de la saison 2002-2003 à perdre son poste[12].
De retour dans l'organisation des Penguins
Il ne reste pas longtemps sans travail et rejoint le club-école des Penguins de Pittsburgh, les Penguins de Wilkes-Barre/Scranton, dans la Ligue américaine de hockey pour la saison suivante. Dès cette première saison derrière le banc des Wilkes-Barre/Scranton, Therrien mène son équipe à la finale de la Coupe Calder, finale perdue en quatre matchs contre les Admirals de Milwaukee. Il reste encore une saison supplémentaire derrière le banc des Penguins de la LAH. Après 25 matchs au cours de la saison 2005-2006, il connaît le meilleur début de saison de l'histoire de la LAH avec 21 victoires, 1 défaite et 2 matchs nuls[9]. Dans le même temps, les Penguins de Pittsburgh sont en mauvaise position dans la LNH avec seulement 8 victoires en 31 matchs. L'entraîneur de la LNH, Ed Olczyk, est alors remplacé par Therrien le [13].
Lors de cette première saison de Therrien derrière le banc des Penguins, l'équipe finit à la dernière place de la division Atlantique. L'équipe des Penguins 2006-2007 est bien meilleure et se qualifie pour la première fois pour les séries éliminatoires depuis 2001 mais l'équipe perd au premier tour contre les Sénateurs d'Ottawa. Therrien est à titre personnel mis en avant en faisant partie de la liste des trois entraîneurs pressentis pour remporter le trophée Jack-Adams du meilleur entraîneur de la saison. Les deux autres entraîneurs qui peuvent alors recevoir le trophée Adams sont Lindy Ruff et Alain Vigneault, ancien entraîneur des Canadiens de Montréal avant Therrien[14] entraîneur des Canucks de Vancouver, qui remporte finalement le trophée[15]. L'année suivante, Therrien et les Penguins atteignent la finale de la coupe Stanley mais perdent en six parties contre les Red Wings de Détroit. Le , en raison de résultats décevants de l'équipe, il est congédié par les Penguins[16].
À nouveau avec les Canadiens
Le , il est nommé entraîneur-chef des Canadiens de Montréal[17] qui viennent de terminer la saison à la dernière place de l'association de l'Est[18] et à l'antépénultième de la LNH[19]. Le nouveau directeur-général de l'équipe, Marc Bergevin, mise sur son expérience pour relancer la formation.
Lors de la saison 2012-2013, sa première saison depuis son retour avec les Canadiens, il mène l'équipe au sommet de la division nord-est et deuxième de l'association de l'Est mais ils sont rapidement éliminés au premier tour des éliminatoires en 5 matchs par les Sénateurs d'Ottawa.
L'année suivante, l'équipe connaît une bonne saison et les Canadiens récoltent 100 points au classement, atteignant ce symbolique plateau pour la première fois depuis la saison 2007-2008. Opposés au Lightning de Tampa Bay lors du premier tour des séries, les Canadiens gagnent en quatre matchs et se qualifient pour un nouvel affrontement contre les Bruins en séries. Après les cinq premières rencontres, les Canadiens sont menés 3-2 mais blanchissent les Bruins 4-0 à domicile afin de jouer un septième et ultime match à Boston. Au TD Garden, les Canadiens mènent de deux buts avant que Jarome Iginla réduise la marque. À quelques minutes de la fin du match, une passe de Daniel Brière dévie sur le patin de Zdeno Chára, permettant aux Canadiens de prendre à nouveau deux buts d'avance. Les Bruins ne marquent plus et sont éliminés en sept matchs. Les Canadiens affrontent les Rangers de New York pour la finale de l'association de l'Est. Lors de cette série, Chris Kreider chute en échappée pour heurter et blesser le gardien Carey Price qui doit s'absenter pour le reste des séries. Plutôt que de demander à l'auxiliaire de Carey Price, Peter Budaj, de prendre la relève, Michel Therrien décide de faire appel à Dustin Tokarski. Les Canadiens sont cependant vaincus en six matchs.
Le , contre les Maple Leafs de Toronto, Michel Therrien devient le 35e entraîneur-chef dans l'histoire de la LNH à enregistrer 400 victoires[20]. Le , il est congédié par les Canadiens de Montréal et est remplacé par Claude Julien.
Un retour dans la LNH avec les Flyers de Philadelphie