М. И. Авилов родился 6 (18) сентября 1882 года в Санкт-Петербурге. Участник Первой мировой войны.
1893 — учился в Рисовальной школе «Общества поощрения художеств».
1903 — в студии Л. Е. Дмитриева-Кавказского.
1904 — учёба в Императоской Академии художеств, мастерская Ф. А. Рубо, с 1910 — у Н. С. Самокиша.
1913 — присвоено звания художника за картину «Молодой царевич и бояре-воспитатели».
1916 — первая премия «Общества поощрения художеств» за картину «Опричники».
1918 — в Сибири (Тюмень, Иркутск, Барнаул), работал с издательствами, театрами, преподавал в различных художественных школах.
1921 — на преподавательской работе в Рисовальной школе «Общества поощрения художеств» и в Академии художеств.
1922 — преподаёт в Лениградском художественно-промышленном техникуме (по 1930 год)
1923 — член Ассоциации художников революционной России.
1944 — заслуженный деятель искусств РСФСР.
1947 — действительный член АХ СССР. Преподаватель в Институте живописи, скульптуры и архитектуры им. И. Е. Репина в Ленинграде (до самой смерти).
М. И. Авилов умер 14 апреля 1954 года. Похоронен в Александро-Невской лавре.
Работал главным образом в батальном жанре, мастер исторических полотен. Многие картины построены по героико-историческим принципам. В основном, творчество посвящено знаменательныим российским событиям и временам гражданской войны. Работал также в книжной графике, автор многих плакатов времён 20-х годов XX века. Как художник и особенно педагог внес существенный вклад в формирование ленинградской школы живописи.
Принимал участие в выставках с 1908 года, в том числе на выставках Академии художеств, Общества имени А. И. Куинджи и других.
Работы автора находятся в Русском музее, Третьяковской галерее, Пермской картинной галерее, в Днепропетровском художественном музее (Украина), историческом музее им. Д. И. Яворницкого (Украина), Николаевском художественном музее им В. В. Верещагина, в общественных и частных собраниях.