Родился в многодетной крестьянской семье. Трудовую деятельность начал 15-летним юношей — учеником токаря на Балтийском заводе. Придя на бывший ГОМЗ в 1937 году рядовым инженером, он вскоре был назначен главным технологом и на этой ответственной должности трудился в годы блокады. Затем был главным инженером, а с 1951 года в течение 10 лет — директором завода. Закончил вечернее отделение ЛИТМО в 1947 году.
В 1961 году был назначен заместителем председателя Ленинградского совнархоза, а годом позже возглавил инициативную группу, которая выдвинула идею и разработала проект создания отраслевых производственных объединений как новой формы организации производства и управления. Одним из них стало Ленинградское оптико-механическое объединение (ЛОМО), образованное на базе нескольких родственных заводов (ГОМЗ, «Кинап», «Прогресс», ООМЗ). С 1962 по 1986 М. П. Панфилов являлся генеральным директором новой фирмы, а до самой своей смерти оставался на должности консультанта.
Под его руководством были осуществлены рациональная специализация и полная реконструкция производства, его техническое перевооружение, внедрены передовые методы организации производства и управления.
За короткое время объединение приобрело мировую известность и стало одним из лидеров военно-промышленного комплекса страны. Здесь были созданы крупнейший в мире телескоп, первый отечественный промышленный лазер, первый в стране гибкий эндоскоп и многие другие приборы, которые стали символами внедрения передовых технологий многих отраслей науки и техники.
Пользовался поддержкой Д. Ф. Устинова, с которым, предположительно, имел дальнюю родственную связь.
Заслуги Михаила Панфиловича Панфилова отмечены двумя звёздами Героя Социалистического Труда (1966, 1983), Ленинской премией (1978, за создание крупнейшего в мире оптического телескопа принципиально новой конструкции с главным зеркалом диаметром шесть метров), Государственной премией СССР (1973), четырьмя орденами Ленина (1957, 1961, 1966, 1983), орденами Октябрьской Революции (1971), Трудового Красного Знамени (1951), Красной Звезды (1945) и медалями.
Делегат ХХIV и XXV съездов КПСС. Депутат Верховного Совета СССР (1970—89 гг.).