Родился Михаил Водопьянов в крестьянской семье в селе Студенки под Липецком. Впервые услышал об аэропланах от сына соседа-лавочника. Их показывали в «туманных картинах» кинематографа. Трудно сказать, как сложилась бы дальнейшая судьба сельского паренька, мечтавшего стать пастухом, если бы не революционные события в России. Они коренным образом изменили жизнь Михаила.
В 1919 году он добровольно поступает на службу в Красную Армию и получает назначение в дивизион воздушных кораблей «Илья Муромец». Начинал с должности кучера — подвозил на лошади бензин к самолетам, затем пересел в кабину шофера и, наконец, начал помогать авиамеханику. За старательность и мастерство в ремонте самолетов его брали в полет в качестве пассажира. Тяжелые бомбардировщики Игоря Сикорского буквально покорили молодого красноармейца. Он уже не мыслил себя вне авиации.
После демобилизации в 1922 году Михаил устроился в мастерскую по ремонту самолетных моторов гражданского Воздушного флота. Освоил профессию авиационного моториста. В 1925 году Водопьянов в составе авиаотряда участвовал в опылении полей на Северном Кавказе и в Казахстане. Там в свободное от работы время моторист Водопьянов стал самостоятельно постигать науку пилотирования.
В 1928 году он уже пилот 3-го класса, окончивший летную школу общества «Добролет». В 1929-м окончил Московскую летно-техническую школу.
Летал там, где до него не летал вообще никто. 9 января 1930 года на самолете «СССР-127» проложил воздушный маршрут Хабаровск — Оха — Александровск-на-Сахалине, названный «Трассой героев».
Спустя несколько месяцев Водопьянов успешно совершает перелет по трассе Москва — Хабаровск. Летал на гражданских самолетах по дальним воздушным трассам Москва — Ленинград, Москва — Иркутск, на остров Сахалин.
А потом была челюскинская эпопея, в ходе которой Водопьянов вместе с другими полярными летчиками участвовал в спасении экипажа затертого льдами парохода «Челюскин». Водопьянов совершил сложнейший перелет длиной почти 6 тыс. км из Хабаровска в лагерь челюскинцев Ванкарем через Анадырский хребет. За три рейса Водопьянов вывез десять человек.
20 апреля 1934 года Михаилу Водопьянову и другим летчикам — участникам спасательной операции было присвоено звание Героя Советского Союза.
Полярный летчик Водопьянов летал по сложнейшим северным маршрутам, добираясь от Москвы до Чукотки, покорял Землю Франца-Иосифа. При доставке к начальной точке дрейфа членов первой советской станции «Северный полюс-1» Водопьянов командовал флагманским самолетом, а также всей авиагруппой, задействованной в операции. До этого никто ничего подобного еще не делал, риск был неимоверный.
21 мая 1937 года Водопьянов посадил 23-тонную машину на лед вблизи Северного полюса, доставив членов экспедиции. Вслед за ним на лед успешно сели и другие самолеты авиаотряда. Вместе с полярниками летчики оставались до 6 июня, после чего благополучно улетели на Большую Землю. За этот подвиг Михаил Водопьянов получил второй орден Ленина.
Во время советско-финской войны 1939–1940 годов Водопьянов вернулся в армию, вылетал на боевые задания в должности командира тяжелого бомбардировщика ТБ-3. Был награжден орденом Красного Знамени.
21 июня 1941 года экипаж полярного летчика Водопьянова проводил ледовую разведку над Карским морем. 25-часовой полет подходил к концу, когда радист Богданов сообщил о начале войны. Водопьянов пошел добровольцем, получив на то личное разрешение Сталина.
Еще до войны Водопьянов высказывал идею о создании в составе ВВС Красной Армии тяжелой бомбардировочной дивизии на самолетах ТБ-7 для выполнения специальных задач. 14 июля 1941 года вышло постановление Госкомитета обороны (ГКО) «Об авиадивизии дальней авиации», а 15 июля по приказу народного комиссара обороны началось формирование 81-й дальнебомбардировочной авиадивизии. Командиром дивизии назначен комбриг Водопьянов.
В начале августа 1941 года дивизия была готова к боевой работе. По личному указанию Сталина в ночь с 8 на 9 августа было подготовлено специальное распоряжение ГКО, согласно которому 81-й авиадивизии предписывалось 8–9 августа «произвести налет на Берлин» с использованием фугасных и зажигательных бомб малого и большого калибра. Запасная цель для бомбежки — Кенигсберг.
Рейд на Берлин был первым боевым заданием дивизии. Взлетать решили с аэродрома Пушкин, что под Ленинградом (Санкт-Петербург). Протяженность маршрута — 2700 км. Основная часть пути проходила над Балтикой, в обход районов, защищенных ПВО. Спешность подготовки негативно сказалась на результатах рейда. У одного бомбардировщика на взлете отказали два мотора, он упал рядом с аэродромом и взорвался. Второй самолет по ошибке был подбит своими же зенитчиками над Финским заливом. Еще два ТБ-7 из-за неисправностей в двигателях отбомбились по запасным целям. Шесть машин из десяти, в том числе и самолет комбрига Водопьянова, долетели до Берлина и сбросили 10 тонн бомб.
При возвращении на ТБ-7 Водопьянова вышел из строя двигатель. Самолет совершил вынужденную посадку на территории Эстонии, занятой немцами, на лес. Самолет был разбит, экипаж не пострадал, смог перейти линию фронта и вернуться в часть.
За налет на Берлин Водопьянов получил благодарность от Сталина и… отставку ввиду больших потерь. Командование дивизией принял полковник Александр Голованов, в будущем главный маршал авиации и командующий Авиацией дальнего действия (АДД) Ставки Верховного главнокомандования. Водопьянов остался в дивизии в качестве рядового летчика.
В 1941–1943 годах воевал в составе 432-го и 746-го авиаполков дальнего действия. Был награжден орденом Ленина, двумя орденами Красного Знамени, орденом Отечественной войны 1-й степени. В апреле 1943 года ему присвоено звание генерал-майора авиации. До конца войны выполнял боевые вылеты.
После Великой Отечественной Водопьянов продолжил службу в полярной авиации. В 1948-м участвовал в организации научной станции «Северный полюс-2», а также был задействован в секретной военной операции в интересах Дальней авиации. Для доставки атомной бомбы до потенциального противника предполагалось создать базы дальних бомбардировщиков на Арктическом побережье СССР. Помимо этого во льдах Арктики, в том числе в районе Северного полюса, планировалось создать так называемые аэродромы подскока. В рамках проработки этих планов Водопьянов совершал экспериментальные взлеты и посадки стратегического бомбардировщика Ту-4 на ледовые аэродромы.
В 1949-м награжден четвертым орденом Ленина. Сейчас известно, что его новым подвигом была посадка на Южном полюсе, но ранее это событие было засекречено.
Летную работу Михаил Васильевич завершил в 1954 году. Медицина была неумолима: Водопьянову запретили летать. Но он продолжал жить авиацией, писать о своей летной работе, о товарищах и сослуживцах, о боевой работе в составе Дальней авиации. Гениальный летчик вскоре стал признанным писателем. Он автор 32 книг и 5 пьес.
Легендарный летчик завершил свой земной путь 11 августа 1980 года и похоронен на Троекуровском кладбище в Москве.
