Родился 21 мая 1916 года в хутоpе Голубинка Области Войска Донского, ныне Белокалитвинского pайона Ростовской области, в семье крестьянина. Русский.
Учился в Шахтах в средних школах № 4 и № 13. В 1936 году окончил Шахтинский горный техникум и работал на шахте имени Петровского.
В Красной Армии с 1937 года, в 1940 году окончил Харьковское военно-авиационное училище штурманов.
На фронте Великой Отечественной войны с первого дня войны, службу начинал в Ростове-на-Дону. Воевал штурманом на самолете «Ли-2» в 336-ом полку дальней бомбардировочной авиации. Участвовал в Сталинградской битве, в борьбе за господство в воздухе на Кубани и в Крыму, в Чехословакии и Германии. В завершающих операциях штурман авиаэскадрильи Орлов М. Я. выполнял разведку над Берлином, Будапештом и Веной.
Капитан М. Я. Орлов к апрелю 1945 года совершил 408 боевых вылетов на бомбардировку военно-промышленных объектов в тылу врага, транспортировал грузы для передовых частей действующей армии и партизан. Летал Орлов до самого Дня Победы.
После войны продолжал службу в ВВС. С 1955 года майор Орлов — в запасе. Был членом КПСС.
Жил в городе Черновцы. Умер 15 мая 1968 года в г. Черновцы, Украинская ССР.