С юности участвовал в революционной деятельности. Уже в 1906 году был членом Харьковского союза учащейся молодёжи социалистов-революционеров, в 1908 году впервые подвергся аресту.
В мае 1917 на Первом Всеукраинском военном съезде избран в украинский войсковой Генеральный комитет, впоследствии был представителем этого комитета при Временном Правительстве в Петрограде.
М. Полоз совместно с другими членами левой фракции, установив связи с Совнаркомом России и Народным Секретариатом, принимал участие в подготовке восстания в Киеве, целью которого был роспуск Центральной рады, арест членов Генерального Секретариата Центральной рады Украинской Народной Республики и передача власти на Украине Совету рабочих, солдатских и крестьянских депутатов. План был разоблачен и Полоз вместе с другими участниками заговора арестован, но вскоре освобождён.
В начале 1918 года, при подходе к Киеву красногвардейцев М. Муравьева, арестован за связь с большевиками и приговорен к расстрелу, чудом спасся.
С 1919 года входил в состав Правительства УССР, был одним из руководителей ВСНХ УССР. Позже — полномочный представитель УССР в Москве (1921—1923), член Совета труда и обороны, председатель Госплана Украины (1923—1925), нарком финансов УССР (1925—1930), заместитель председателя бюджетной комиссии ЦИК СССР (1930—1934).
Будучи специалистом лётного дела, заложил основы для развития гражданской авиации на Украине. Активно пропагандировал внедрение новых советских самолётов на авиалиниях СССР, в частности — самолёта К-5 производства Харьковского авиационного завода.
М. Н. Полоз с дочерью Радой. 1933.
12 января 1934 года был арестован органами НКВД, обвинён в принадлежности к «украинской войсковой организации — УВО» и попытке создать Украинскую буржуазно-демократическую республику, покушении на руководителей партии и правительства, осуждён на 10 лет лагерей и сослан на Соловки. Жена Полоза, как участница оппозиции Сталину, была арестована на год раньше мужа и осуждена с группой И. Н. Смирнова. Расстреляна в Магадане 17 ноября 1937 года.
9 октября 1937 года решением особой тройки УНКВД по Ленинградской области 1116 соловецких заключённых, в том числе и М. Н. Полоз, были приговорены к расстрелу.
