Mike Doyle ha realizado muchos trabajos tanto en el cine como en el teatro. Ha participado en numerosas películas que se estrenarán próximamente, como el thriller sobrenatural The Last Word; el drama You're Not You, de George C. Wolfe, en el que trabaja junto a Hilary Swank y Josh Duhamel; y el thriller de los hermanos Giovanis Bereave, con Malcom McDowell y Jane Seymour. Asimismo, también está trabajando en dos películas que todavía se encuentran en fase de producción: la película de acción y ciencia ficción Max Steel, en la que comparte cartel con Maria Bello y Andy Garcia, y el thriller The Invitation, junto a Logan Marshall Green, Michael Huisman y Tammy Blanchard, dirigido por Karyn Kusama.

Ha trabajado en proyectos de cine como Los exhibicionistas, Gayby, Union Square, Linterna verde, Los secretos del corazón, Posdata: te quiero, Atado a ti y Hasta que la ley nos separe. En 2006, escribió el guion y dirigió el corto Shiner, protagonizado por Amy Ryan, estrenado en el Festival de Cine de Tribeca.

Mike Doyle es muy conocido por el papel recurrente de Ryan O'Halloran, el técnico forense, en la exitosa serie de televisión Ley y orden: Unidad de víctimas especiales, en la que apareció durante seis temporadas. También ha participado en numerosos episodios de las series The Blacklist, Shameless, En cuerpo y alma, Lights out, Oz y Sexo en Nueva York y ha trabajado como invitado en El mentalista, The Good Wife, Mentes criminales, CSI: Miami, Al descubierto, En terapia, Ed y Urgencias. Ha protagonizado numerosos telefilms como Pánico en las profundidades, Monday After the Miracle y Al final del Edén, así como en El regreso de un soldado, la exitosa película de la HBO.

En el teatro, ha participado en las obras The New Century en el Lincoln Center Theater; Gross Indecency: The Three Trials of Oscar Wilde en el Mark Taper Forum de Los Ángeles; y las obras fuera del circuito de Broadway Saved or Destroyed y Second. Otros de sus trabajos para el teatro incluyen obras como Betrayed, Burning Blue, It Runs in the Family, Measure for Measure y Our Town.

Doyle estudió en la Juilliard School of Drama y también está licenciado en económicas por la Universidad de Georgetown.