Michael Balke studierte Dirigieren bei Christopher Zimmerman, Klavier bei James Tocco sowie Kammermusik bei den Mitgliedern des LaSalle String Quartets, Tokyo String Quartett und Menahem Pressler am Cincinnati Conservatory of Music und an der Musikhochschule Lübeck. Zunächst folgte eine ausgeprägte kammermusikalische Tätigkeit als Pianist und Liedbegleiter bevor er sich ganz dem Dirigieren widmete.
Nach seinem Einstand 2022 am Münchner Staatstheater am Gärtnerplatz wurde er dort ab der Spielzeit 2023/24 zum Ersten Gastdirigenten ernannt.
In den letzten Jahren hat er sich international einen Namen mit einem breiten Opern- und Konzertrepertoire gemacht. So führten ihn Gastdirigate u.a. nach Verona ("Salome"), an die Royal Danish Opera nach Kopenhagen ("La bohème"), auf verschiedenen Japantourneen u.a. nach Tokio und Osaka ("Die lustige Witwe", "Madama Butterfly"), an die Semperoper Dresden ("Die Zauberflöte"), die Staatsoper Sofia ("Don Carlo"), die Opéra national de Lorraine in Nancy ("L’Heure espagnole" und "Gianni Schicchi") und nach St. Gallen (u.a. "Die Fledermaus", "Tosca", "Faust", "Il trovatore"). Neben einem breiten Kernrepertoire dirigiert er auch immer wieder selten gespielte Werke der deutschen Romantik wie Franz Schrekers "Die Gezeichneten" oder Franz Schmidts "Notre Dame". 2024 debütiert er am Theater an der Wien mit Poulencs "La voix humaine".
Er arbeitete bereits mit Orchestern wie dem Royal Stockholm Philharmonic Orchestra, Copenhagen Philharmonic, Orchester der Arena di Verona, Residentie Orkest Den Haag, Detroit Symphony Orchestra, MDR-Sinfonieorchester Leipzig, Hamburger Symphoniker, Münchner Rundfunkorchester, Münchner Symphoniker, Latvian National Orchestra, Taiwan Philharmonic, Osaka Philharmonic und dem Yomiuri-Nippon-Sinfonieorchester Tokio.
Eine regelmäßige Zusammenarbeit verbindet ihn mit Sängern wie Ludovic Tézier, Lawrence Brownlee, Juan Diego Flórez und Marina Rebeka, sowie Solisten wie Midori und Jean-Yves Thibaudet. Er dirigierte Konzerte u.a. im Concertgebouw Amsterdam, Metropolitan Theatre Tokio, KKL Luzern, Alte Oper Frankfurt und in der Elbphilharmonie Hamburg.
Von 2011 bis 2016 war er Erster Kapellmeister und Stellv. Generalmusikdirektor am Theater Magdeburg. Dort leitete er ein breit gefächertes Repertoire an Opernproduktionen von Mozart, Rossini und Donizetti über Verdi bis zu Strawinsky, Korngold und Richard Strauss sowie etliche Sinfoniekonzerte. Zu den Höhepunkten dieser Zeit zählen "Der Rosenkavalier" und eine Neuproduktion von "Elektra". Von 2018 bis 2021 war er Erster ständiger Gastdirigent am Theater St. Gallen.
2022 initiierte und dirigierte er das "Concert for Tomorrow" bei dem unter der Schirmherrschaft von Bundespräsident a.D. Gauck in der Isarphilharmonie München ukrainische Flüchtlinge neben Profimusikern aller großen Münchner Orchester spielten und das den Wiederaufbau der zerstörten Musikschule in Butscha und das kulturelle Leben vor Ort unterstützt.
2020 wurde er für seine Gesamteinspielung von "La traviata" mit Marina Rebeka, Charles Castronovo und George Petean sowohl als "Dirigent des Jahres" als auch als "Nachwuchskünstler des Jahres" für den "Opus Klassik" nominiert.