Михаил Иванович Самохин родился 19 января 1902 года на хуторе Садковский ныне Урюпинского района Волгоградской области в семье крестьянина.
Михаил Самохин закончил неполную среднюю школу.
В ряды РККА Самохин был призван в 1924 году. Службу начал в кавалерии.
В ВКП (б) вступил в 1926 году.
Михаил Самохин в 1929 году закончил Военно-теоретическую школу ВВС РККА в Ленинграде, а в следующем году — Качинскую военную школу летчиков им. Мясникова. После окончания школ Михаил Самохин служил в авиации на Черноморском флоте.
В 1939 году был назначен на должность заместителя командующего ВВС Балтийского флота. В этой должности принимал участие в советско-финской войне.
С июня 1941 года Самохин принимал участие в боях Великой Отечественной войны.
14 июля 1941 года генерал-майор Михаил Самохин был назначен командующим ВВС Балтийского флота. В этом качестве участвовал в организации первых налетов на Берлин в августе 1941 года.
Указом № 4341 Президиума Верховного Совета СССР от 29 июня 1945 года за умелое руководство боевыми действиями ВВС флота во время разгрома немецко-фашистских войск в Прибалтике и в Восточной Пруссии, личное мужество и отвагу генерал-полковнику Михаилу Ивановичу Самохину присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».
До февраля 1946 года командовал авиацией Балтийского флота.
В 1947 году Михаил Самохин закончил Высшие академические курсы при Военно-морской академии, а в 1951 году — при Военной академии Генштаба.
С 1947 по 1950 годы Самохин командовал ВВС Северного флота. В 1951 году был назначен начальником противовоздушной обороны — заместителем командующего авиацией ВМС. В 1957 году был назначен на должность заместителя главкома Войсками ПВО страны.
С 1961 по 1963 годы работал помощник главкома Войсками ПВО страны.
В 1963 году Михаил Самохин ушёл в отставку. После отставки жил в Москве и занимался научной деятельностью.
Михаил Иванович Самохин умер 19 августа 1998 года в Москве. Похоронен на Троекуровском кладбище.