Михаил Василенко родился 14 апреля 1960 года в городе Железноводске (Ставропольский край) в семье профессионального военного в седьмом поколении.
В 1977—1981 годах он окончил Ленинградское высшее ордена Ленина Краснознаменное училище железнодорожных войск и военных сообщений им. М.В. Фрунзе по специальности «Инженер по эксплуатации воздушного транспорта».
В 1981—1983 годах он был помощником военного коменданта аэропорта «Кабул», в 1983—1989 гг. — военным комендантом аэропорта «Ташкент».
В 1989—1992 годах М. М. Василенко окончил Военную ордена Ленина академию тыла и транспорта с золотой медалью.
С 1992 по 1998 год — начальник военных сообщений на воздушных трассах республик Коми, Татарстан, Башкортостан и Приволжского управления гражданской авиации.
С 1998 по 2000 год работал заместителем директора по корпоративным вопросам ОАО «Международный аэропорт Самара», а затем — генеральным директором дочернего предприятия Международного аэропорта Самары.
С 2000 по 2003 год М. М. Василенко был вице-президентом группы компаний Авиация Самары.
В 2003—2004 годах — директор по развитию бизнеса ООО «Frans Maas».
В декабре 2004 года назначен заместителем генерального директора АО «МАШ» по коммерческим вопросам.
С 12 мая 2005г. является Генеральным Директором АО “Международный аэропорт Шереметьево”.
С 2005 г. под руководством и при участии М.М. Василенко проводится несколько этапов масштабной реконструкции и модернизации Международного аэропорта Шереметьево. Разработан мастер-план развития аэропорта Шереметьево до 2030 года; построены и введены в эксплуатацию Терминал С1, Терминал Е2 , в АО «МАШ» вошел ранее принадлежавший Аэрофлоту Терминал D , открыт Терминал A деловой авиации6; построено новое здание Контрольно-диспетчерского пункта ; реконструирована ВПП-2; организовано железнодорожное сообщение Москва — аэропорт Шереметьево.
C 2016 г. под руководством М.М. Василенко разработана, принята и реализуется долгосрочная программа развития Международного аэропорта Шереметьево до 2026 г. Программа рассчитана на подготовку аэропорта к ЧМ по футболу-2018 и на дальнейшую перспективу роста пассажиропотока до 80 млн пассажиров в год к 2026г. В 2017г. введен в эксплуатацию новый грузовой терминал; В 2018г. пассажирский терминал B и подземный межтерминальный переход, соединяющий южный и северный терминальные комплексы, а также третий топливо-заправочный комплекс В рамках реализации программы также планируется строительство новых терминалов и реконструкция старых, развитие транспортной доступности и создание парковочных пространств.