Михаил Васильевич Винокуров родился 5 ноября (18 ноября по новому стилю) 1890 года в многодетной семье мещан в г. Саранске (Республика Мордовия, бывшая Пензенская губерния). Отец — Василий Евлампиевич Винокуров (1851 — 07.12.1904), русский, работал приказчиком. Мать — Александра Степановна Галицкая (14.04.1865 — 06.05.1936), русская, домохозяйка.
В результате проведённых Винокуровым М. В. в 1922—1923 годах организационно-технических мероприятий по специализации работы бригад, внедрения графиков ремонта, — простой паровозов снизился с 56 дней до 22 дней, а простой вагонов при постройке, восстановительном и капитальном ремонте понизился с 80 до 25 дней. В то же время, расход рабочей силы на восстановительный ремонт вагона уменьшился с 12000 чел•час до 7000 чел•часов.
Помимо работы на производстве, в период 1920—1934 годов Винокуров М. В. преподавал проектирование в Ростовском Политехникуме Путей Сообщения по курсу паровозов и тяговому хозяйству, а также, читал лекции по паровозам, вагонам и двигателям внутреннего сгорания.
Профессор М. В. Винокуров умер 25 апреля 1955. Похоронен на 25 участке Введенского кладбища в Москве.
Научно-исследовательская, инженерная и педагогическая деятельность профессора М. В. Винокурова имеют разностороннюю направленность. Инженерная деятельность М. В. Винокурова с 1915 года в роли начальника технического отдела, главного инженера Главных Ростовских железнодорожных мастерских (впоследствии реорганизованных в паровозовагоноремонтного завода им. В. И. Ленина) по ремонту и модернизации паровозов и вагонов, проектирование теплотехнических и силовых установок, станков, компрессоров и другого заводского оборудования, проектирование и монтаж учебных лабораторий с 1920 года дополняется педагогической работой по курсам паровозов и тяговому хозяйству в Ростовском Политехникуме Путей Сообщения (впоследствии переименованном в Ростовский государственный университет путей сообщения) и с 1926 года в Донском политехническом институте по кафедре «Железнодорожное дело». Разработанные М. В. Винокуровым в этот период теплотехнические установки и топки паровозов с приспособлениями для использования жидкого и низкосортного твёрдого топлива нашли широкое распространение на железнодорожном транспорте. Спроектированные и построенные под руководством М. В. Винокурова котельные установки в пятидесяти основных и оборотных депо Закавказской, Среднеазиатской, Ташкентской и Оренбургской ж. д., теплоцентрали завода «Ростсельмаш», Новороссийской ГРЭС, на табачной фабрике в г. Ростове-на-Дону, станция Тихорецкая Северо-Кавказской ж. д. и другие эксплуатируются до настоящего времени. Также действуют до настоящего времени отремонтированные и построенные под руководством М. В. Винокурова лаборатории тепловых двигателей, сварочная, прикладной механики, чугунно-сталелитейный и механический завод Ростовского института инженеров железнодорожного транспорта, вагоны-лаборатории по испытанию тормозов и динамометрии.
В 1925 году М. В. Винокуров написал «Теоретический курс паровозов» для студентов ж.д. техникумов, который содержал в себе много нового материала по усовершенствованию системы топки, теории теплопередачи, динамики и кинематики паровозов, явившегося в большой части результатом собственных исследований и разработок М. В. Винокурова.
По мнению М. В. Винокурова: «Проблема опасных скоростей, приводящих к сходу с рельсов подвижного состава, и динамического воздействия подвижного состава на верхнее строение пути является одной из наиболее трудных, но актуальных задач прикладной механики». В 1936 году им была защищена кандидатская диссертация, посвящённая исследованию колебаний и устойчивости вагонов.
В 1939 году М. В. Винокуровым опубликован капитальный труд «Исследование колебаний и устойчивости вагонов» (Труды ДИИТа, выпуск XII, 1939, 19 п.л.), явившийся первым серьёзным вкладом в эту важную и сложную область транспортной механики.
В этой работе дано строгое изложение методов аналитической механики применительно к исследованиям свободных и вынужденных колебаний грузовых и пассажирских вагонов, разработаны методы определения динамической устойчивости вагонов при их движении в поезде, указаны пути согласования параметров, повышающих плавность хода вагонов с требованиями необходимой динамической устойчивости. Этот труд М. В. Винокурова является основной базой усовершенствования ходовых качеств новых вагонов советского грузового и пассажирского парка и положил начало чтения курса лекций в железнодорожных ВТУЗах по динамике вагонов.
В дальнейшей своей научно-исследовательской деятельности М. В. Винокуров работал над рядом конкретных вопросов динамики вагонов и усовершенствования топочных устройств паровозов. Им выполнено и частично опубликовано большое количество работ по выбору рессорного подвешивания пассажирских вагонов, влиянию трения в рессорах на совместные колебания кузова вагона, теоретическим основаниям выбора характеристик рессорного подвешивания для вагонов с несимметричной нагрузкой, анализу причин аварийности некоторых видов подвижного состава, и в частности, четырёхосных угольных хопперов, по выбору типов новых вагонов и многие другие. Особые заслуги М. В. Винокурова в области создания теплотехнических расчётов пассажирских вагонов создали ему славу крупного специалиста в этой области.
По вопросам динамики вагонов М. В. Винокуровым написана в 1945 г. докторская диссертация «Основные динамические характеристики вагонов», в которой подведён итог исследованиям в этой области М. В. Винокуровым, отработаны методы динамического расчёта вагонов, на основании которых, а также по данным экспериментальных исследований, оценены достоинства и недостатки отечественных вагонов и установлены пути дальнейшего их усовершенствования. Результаты исследований, вошедших в докторскую диссертационную работу, нашли достойное признание научных работников железнодорожного транспорта и широкое внедрение в практике научных исследований и проектирования новых вагонных конструкций.
В результате многолетней плодотворной научно-исследовательской и педагогической деятельности М. В. Винокурова, вокруг него создался и вырос большой коллектив научных работников в области теоретических и экспериментальных исследований подвижного состава. По существу М. В. Винокуров стоит во главе созданной им научной школы советских вагонников и учителем многих советских паровозников. Обобщение всех достижений по исследованиям прочности, динамики и теплотехники вагонов нашло своё выражение в выпущенном в 1949 г. капитальном труде «Вагоны» (Государственное Транспортное Железнодорожное Издательство, 1949 г., 612 стр.), написанном М. В. Винокуровым с участием ряда его учеников. Книга «Вагоны» неоднократно переиздавалась и была переведена на несколько иностранных языков.
Этот труд является не только учебником по вагонам для транспортных ВТУЗов, но также и повседневным руководством в практической деятельности научных работников и заводских конструкторов-вагонников. За короткий отрезок времени книга «Вагоны» получила самые лестные отзывы специалистов, одобрена коллегией Министерства путей сообщения и представлена на соискание Сталинской премии.
Профессор М. В. Винокуров также является автором седьмого тома «Технического справочника железнодорожника» в 13 томах — том 7 «Локомотивное и вагонное хозяйство» М. Железнодорожное изд. 1953, 568 стр.
Академик Сергей Петрович Сыромятников так охарактеризовал Михаила Васильевича Винокурова: