Получив в 1939 году степень по физике в Оксфордском университете, Райл работал в Исследовательском центре телекоммуникаций над разработкой радара во время второй мировой войны. После войны он получает позицию в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Темой его ранних работ в Кембридже является радиоизлучение Солнца. Вскоре его интерес смещается в другие области и в результате он решает, что кембриджская группа астрофизики должна разработать новый способ наблюдения. Райл был движущей силой в создании и совершенствовании астрономической интерферометрии и апертурного синтеза, при помощи которых был сделан огромный вклад в улучшение качества радиоастрономических данных. В 1946 году он построил первый многоэлементный астрономический радиоинтерферометр.
Райл руководил подготовкой важных каталогов астрономических радиоисточников, выпущенных кембриджской группой радиоастрономии. Примером может служить третий кембриджский каталог радиоисточников (3C), выпуск которого помог открыть первые квазизвёздные объекты (квазары). С 1948 по 1959 год Райл преподавал в Кембридже. Кроме того, в 1957 году он стал директором радиоастрономической обсерватории Малларда, в 1959 году профессором радиоастрономии. В 1952 году он был избран членом королевского физического общества, в 1966 году был посвящён в рыцари и с 1972 по 1982 год был королевским астрономом. Нобелевская премия 1974 года была впервые присуждена за признание заслуг в астрономии с формулировкой «за новаторские исследования в радиоастрофизике». В 1968 году Райл был профессором астрономии в Грешемском колледже в Лондоне.
Райл был одним из величайших астрономов 20-го столетия. Считается, что с ним было трудно работать — он часто работал в кабинете в радиоастрономической обсерватории Малларда чтобы избежать помех со стороны других членов Кавендишской лаборатории и не быть вовлечённым в дискуссии, так как Райл был очень темпераментным человеком. Райл беспокоился, что Кембридж может потерять свою передовую позицию в сообществе радиоастрономов, так как другие группы лучше финансировались, поэтому он создал атмосферу секретности вокруг своих методов апертурного синтеза с тем, чтобы сохранить преимущество Кембриджской группы.
Известно, что Райл не разделял взглядов Фреда Хойла из института астрономии на теорию стационарной вселенной Хойла, и что этот факт иногда препятствовал сотрудничеству между кавендишской группой и институтом астрономии в 1960-х годах.
Райл был соавтором нескольких книг о распространении ядерного оружия, где он утверждал, что единственным способом спасти планету Земля от полного ядерного уничтожения является полный запрет на использование любых атомных устройств.
Названия в его честь