Michel Houellebecq 1958. február 26-án született Michel Thomas néven Réunion szigeten, Franciaország tengerentúli megyéjében. Szülei (édesapja magashegyi vezető, édesanyja aneszteziológus volt) nem sok ügyet vetettek rá, és négy évvel fiatalabb lány féltestvére születése után, hatéves korában kommunista nagymamájához került – írói álnévként nagymamája leánykori nevét vette fel. Houellebecq előbb Dicyben (Yonne megyében), majd Crécy-la-Chapelle-ben élt. A meaux-i Henri Moissan gimnázium bentlakó növendéke volt; osztálytársai már akkor felfigyeltek különleges intelligenciájára, elemzőkészségére, és arra, hogy a korabeli fiúkhoz képest különleges távolságtartással figyeli az eseményeket. „Einsteinnek” nevezték.

Houellebecq tizenhat éves korában felfedezte Lovecraftot – nyilván magára ismert az író következő mondatában:  „Soha nem veszek részt abban, ami körülvesz, sehol nem vagyok a helyemen.”

Az egyetemi előkészítő osztály után, tizenhét évesen beiratkozott az Agrártudományi Főiskolára.

1978-ban meghalt a nagymamája. 1980-ban megszerezte az agrármérnöki diplomát; még ebben az évben feleségül vette legjobb barátja unokahúgát. Nem talált munkát, nehéz anyagi körülmények között élt. 1981-ben megszületett a fia, Étienne. Ezután hamarosan elvált, a válása utáni depresszió miatt több szakaszban pszichiátriai kezelésre szorult.

Irodalmi karrierje húsz éves korában indult, amikor több költői körnek is tagja lett. 1985-ben megismerkedett Michel Bulteau esztétával,  a Nouevelle Revue de Paris szerkesztőjével, aki elsőként közölte a verseit; ezzel egy azóta is töretlen barátság vette kezdetét. Bulteau azt is felajánlotta Houellebecq-nek,  hogy az általa (Bulteau által) életre hívott Infréquentables (Gyanús alakok) sorozatban publikálja a műveit. Michel Houellebecq ebben a sorozatban jelentette meg 1991-ben Contre le monde, contre la vie (Szemben a világgal, szemben az élettel) című  Howard P. Lovecraft-monográfiáját. Még ebben az évben megjelent Rester vivant (Életben maradni) című esszékötete a Différence kiadónál, majd 1992-ben, ugyanennél a kiadónál napvilágot látott La Poursuite du bonheur (A boldogság nyomában) című első verseskötete is, amelyet Tristan Tzara-díjjal jutalmaztak.

Ebben az évben ismerkedett meg Marie-Pierre Gauthier-val.

1994-ben a Maurice Nadeau kiadónál megjelent Extension du domaine de la lutte  (A harc területének kiterjesztése) című első regénye, amelyet több nyelvre is lefordítottak, és amely a szélesebb közönség előtt is ismertté tette a nevét. Több folyóirat is közölte az írásait (L'Atelier du roman, Perpendiculaires  –  innen később kizárták – Les Inrockuptibles). 1996 óta a Flammarion Kiadónál jelentek meg a művei, a szerkesztője Raphaël Sorin volt. Második, Le Sens du combat (A harc jelentése) című verseskötetével 1996-ban elnyerte a Prix Flore-t (a Flore-díjat). Az erre az alkalomra átdolgozott Rester vivant és La Poursuite du bonheur 1997-ben egy kötetben jelent meg. 1998-ben egész addigi életművével elnyerte a Grand Prix National des Lettres Jeunes Talents-t (az Ifjú Tehetségek Nemzetközi Irodalmi Nagydíját).

1998-ban jelent meg Interventions (Hozzászólások) című kritika-gyűjteménye és Les particules élémentaires (Elemi részecskék) című második regénye, amelyet huszonöt nyelvre lefordítottak, és elnyerte a Prix Novembre-t (a November-díjat, amely afféle ellen-Goncourt-díjnak számít). Még ebben az évben feleségül vette Marie-Pierre Gauthier-t. 1999-ben Philippe Harellel filmforgatókönyvet írt az Extension du domaine de la lutte-ből, amelyből Philippe Harel rendezett filmet. Ebben az évben jelent meg Houellebecq újabb, Renaissance című verseskötete. 2000 tavaszán a Tricatel cégnél lemeze jelent meg,  Présence humaine (Emberi jelenlét) címmel, amelyen ő maga olvassa fel a verseit, Bertrand Burgalat zenéjére. Lanzarote című könyve a Flammarionnál jelent meg 2000 tavaszán, dobozos kiadásban, amelyben a szöveg mellett helyet kaptak Houllebecq Lanzarote szigetről készített fényképei is. Michel Houellebecq néhány évig Írországban, Cork megyében élt,  itt írta meg harmadik, Plateforme  (a magyar kiadásban: A csúcson) című regényét. Eztán Spanyolországban telepedett le, itt írta meg La possibilité d'une île  (Egy sziget lehetősége) című regényét, ami 2005. augusztus 31-én jelent meg Franciaországban, majd ezzel szinte egy időben Németországban, Spanyolországban, Olaszországban...

Ezzel a regényével 2005-ben elnyerte a Prix Interallié-t (az Interallié-díjat).

2010. szeptember 4-én jelent meg La carte et le territoire  (A térkép és a táj) című regénye a Flammarion Kiadónál. 2010 novemberében ezért a könyvéért megkapta a Goncourt-díjat.