Михайло Птуха народився у місті Остер на Чернігівщині. Навчався в Остерському двокласному училищі та хіміко-технічному училищі в Ростові. Зі статистикою познайомився під час роботи клерком в Чернігівському земстві. У 1906 зміг вступити на юридичний факультет Петербурзького університету. Згодом навчався у Берліні та Лондоні.

Наукову кар’єру розпочав у Петербурзькому університеті, однак досить швидко був відправлений у його Пермське відділення. У Пермі Птуха обіймав посаду професора, а згодом декана юридичного факультету. У 1916 році він написав свою першу важливу демографічну працю «Нариси з теорії статистики населення і моральної», де розробляв методологію вивчення масових процесів у населення.

У 1918 році Михайло Птуха повертається в Україну. Він стає одним із співініціаторів створення Демографічного інституту при Академії наук. Цю установу з видозміненою назвою Птуха очолюватиме до 1938 року. За його планами в інституті здійснювалося вивчення антропологічних характеристик населення, визначалися структурні зсуви в народонаселенні України, обчислювалися таблиці смертності, ймовірні втрати населення внаслідок першої світової, громадянської воєн та революції, розподіл населення відповідно до місця народження, освіти, сімейного та соціального становища, національності, фаху.

Михайло Птуха говорив, що у своєму житті він користується «методом скрипки». Якщо людина хоче навчитись грати на скрипці, то вона повинна щодня грати на скрипці, а не цікавитись особливостями технологій виготовлення скрипки. Так само науковець, якщо хоче бути видатним науковцем, не може витрачати час на зацікавленість у театрі чи садівництві.

Як теоретик Птуха розробляв концепцію «середньої людини» франко-бельгійського математика та соціолога Адольфа Кетле, а як практик розробляв схеми демографічного дослідження населення України та згодом СРСР. Зокрема він розробив методології обчислення індексів шлюбності, показників дитячої смертності, порядку проведення переписів населення.

У 1930-ті роки сталінський режим намагався приховати правду про Голодомор 1932-33 років, а тому перепис населення, який проводив Птуха та його підлеглі з Інституту демографії не влаштовував більшовиків. Самого вченого кілька разів арештовували, його брата та деяких колег розстріляли. У 1938 році Інститут, створення якої було його життєвою метою, визнали «шкідницькою» та розформували.

Сам Птуха, після звільнення у 1940 році очолював відділ статистики при Інституті економіки АН УРСР. Радянська влада не могла обійтись без його наукового генія, тому Птуху регулярно залучали до підготовок Всесоюзного перепису населення чи планування роботи радянських міністерств.

Помер Михайло Птуха у 1961 році. Похований у Києві.З листопаду 2009 року Інститут демографії та соціальних досліджень Національної академії наук України носиться ім’я Михайла Птухи.