1913 року закінчив факультет графіки Вищого художнього училища при Академії мистецтв у Санкт-Петербурзі, 1915 року — Археологічний інститут (відділ російських старожитностей). Навчався в майстерні професора Іллі Рєпіна та в графіка Василя Мате. Брав участь у революційній діяльності.
У 1915—1924 роках — викладач 2-го політехнічного інституту в Петрограді.
У 1924—1928 роках — головний художник Великого театру СРСР. 14 червня1927 року за його лібрето та при його художньому оформленні поставлено перший радянський балет «Червоний мак» (композитор Рейнгольд Глієр), за створення якого 1950 року Курилко отримав Сталінську премію. Оформив також балет «Есмеральда» (1926, за романом «Собор Паризької богоматері» Віктора Гюго на музику італійського композитора Цезаря Пуні).
Брав участь у створенні проекту Новосибірського театру.
Сцена з балету «Червоний мак». Москва, 1927. Художнє оформлення Михайла Курилка
Очолював кафедру малюнка в Московському архітектурному інституті. У 1949—1960 роках керував театрально-декораційною майстернею Художнього інституту імені Сурикова.
