Родился 29 мая 1934 года в г.Москва. В 1952 году поступил на биолого-почвенный факультет МГУ им. М. В. Ломоносова, так как считал биологию наиболее комплексной областью знаний, требующей углубленного изучения различных естественных и гуманитарных наук. В 1957 году окончил кафедру микробиологии по специальности физиология растений. В 1959 году поступил в аспирантуру биолого-почвенного факультета МГУ. В 1963 году под руководством академика АН СССР В. Н. Шапошникова защитил кандидатскую диссертацию по специальности «микробиология» на тему «Фотосинтез и отношение к кислороду некоторых сине-зеленых водорослей». В 1971 г. защитил докторскую диссертацию на тему «Сравнительно-физиологический анализ взаимодействия прокариотных фототрофов с молекулярным кислородом». В 1965 — присвоено учёное звание доцента, а в 1974 — профессора по кафедре микробиологии. Основная специальность — микробиология. Общий стаж педагогической деятельности — 44 года.
М. В. Гусев — учёный с мировым именем в области клеточной физиологии, исследователь физиологии и биохимии фототрофных микроорганизмов (фотосинтез и дыхание, деградация и старение, физиологическая экология и т. д.). Им впервые показана анаэробная природа некоторых цианобактерий и возможность использования ими органических веществ с помощью механизмов, не связанных с окислением. Разработана классификация форм жизни по типу их взаимодействия с молекулярным кислородом. Обнаружены новые типы дыхания и обоснована концепция о путях формирования дыхательного метаболизма. М. В. Гусев является основоположником эволюционной геронтологии. Совместно с коллегами им созданы и изучены искусственные ассоциации цианобактерий с клетками высших растений, что важно для развития биотехнологии и клеточной инженерии. Он предложил концепцию биоцентрического подхода к биологии, биотехнологии, политике, истории, системе просвещения, как альтернативного антропоцентрическому, что послужило основой создания нового научного направления — интегративной биологии.
Умер 11 июля 2005 год в Москве.
Декан Биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова с 1973 г. по 2005 г. С 1976 по 1984 г. — заведующий кафедрой физиологии растений. С 1984 г. по 2005 г. — заведующий основанной им кафедрой клеточной физиологии и иммунологии, которая в 2002 г. переименована по его инициативе в кафедру физиологии микроорганизмов. Председатель Учёного совета биологического факультета МГУ, член Учёного Совета МГУ. М. В. Гусев подготовил и читал следующие курсы лекций: Микробиология, Экология микроорганизмов, Физиология растений, Клеточная физиология, Мир микробов, Физиология микроорганизмов и др. Представлял РФ в Комиссии по биологическому образованию Международного союза биологических наук при ЮНЕСКО (1986—1997). Возглавлял Учебно-методическое объединение биологических факультетов университетов России. Главный редактор журнала «Вестник Московского университета» Сер. 16, «Биология», член редакционной коллегии международного журнала «Symbiosis». Член Немецкой ассоциации друзей Московского университета (DAMU).
На посту декана биологического ф-та МГУ способствовал созданию на факультете и в МГУ ряда новых подразделений, в том числе Международного биотехнологического центра, Экологического центра, Центра молекулярной медицины, сектора биополитических проблем, лаборатории эволюционной геронтологии, а также факультета фундаментальной медицины, факультета биоинженерии и биоинформатики. Удерживая свой пост в течение 33 лет (рекорд для естественных факультетов МГУ), часть которых пришлась на годы Перестройки, кризисные для советской и российской науки и образования, проводил взвешенную и консервативную политику, результатом которой стало сохранение традиционной структуры и уклада биологического факультета.
Автор нескольких сборников стихов. Автор пьес и участник театральных постановок. Редкий знаток истории отечественной, особенно биологической, науки.
Лауреат премии им. М. В. Ломоносова за педагогическую работу (1995), премии Правительства РФ в области образования (2001), лауреат Государственной премии СССР (1988), награждён медалью «Ветеран труда» (1987), орденами «Знак Почета» (1976) и «Дружбы» (1998), «Почета» (2005); удостоен звания «Заслуженный деятель науки РСФСР», стипендиат Государственной научной стипендии, избран академиком РАЕН (2002).
Профессором М. В. Гусевым опубликовано свыше 350 научных работ, 3 монографии, 4 учебных пособия, учебник «Микробиология». Также издан сборник стихов «Избранное» (М, 1997).
Доктора наук — воспитанники школы М. В. Гусева: