Мишель Уэльбек родился 26 февраля 1958 года на острове Реюньон, владении Франции в Индийском океане. Его отец, проводник в горах, и его мать, врач-анестезиолог, уделяли ему мало внимания после рождения сестры. Сначала его воспитывали бабушка и дедушка по материнской линии, жившие в Алжире, а в шесть лет его берёт к себе бабушка со стороны отца, Генриетта, активная сторонница коммунистической партии. С ней у Уэльбека складываются прекрасные отношения, именно её фамилию он выберет впоследствии своим литературным псевдонимом.
В шестнадцать лет Уэльбек открывает для себя произведения Говарда Филлипса Лавкрафта, творчеству которого он посвятит спустя почти двадцать лет отдельную книгу. Будущий писатель посещает подготовительные курсы при лицее Шапталя (Chaptal) в Париже, чтобы в 1975 году поступить в Национальный агрономический институт Париж-Гриньон (Institut national agronomique Paris-Grignon). Там он создаёт просуществовавший недолго литературный журнал «Карамазов» (Karamazov), для которого пишет несколько поэм, и предпринимает постановку любительского фильма, озаглавленного Cristal de souffrance. В 1978 году Уэльбек получает диплом по специальности «Экология и охрана окружающей среды». Затем он поступает в Национальную высшую школу имени Луи Люмьера на отделение кинематографии, которую заканчивает в 1981 году.
В том же году появляется на свет его сын Этьен. Далее в жизни Уэльбека наступает период безработицы и происходит развод с женой. Всё это вызывает у него глубокую депрессию. С 1983 года Уэльбек работает в Париже системным администратором, потом некоторое время — в Министерстве сельского хозяйства (этот период жизни писателя найдёт отражение в его дебютном романе «Расширение пространства борьбы»), и наконец, — в Национальной ассамблее.
Литературную деятельность Мишель Уэльбек начинает с написания стихов и эссе. В 1991 году писатель публикует свои первые книги — сборник эссе «Остаться живым», посвящённый фигуре поэта в современном мире, и исследование о творчестве американского писателя, классика литературы ужасов, Говарда Филлипса Лавкрафта «Г. Ф. Лавкрафт: Против человечества, против прогресса». Годом позже появляется поэтический сборник «Погоня за счастьем». Его первые произведения остаются незамеченными.
Известность к Мишелю Уэльбеку приходит вместе с выходом его первого романа «Расширение пространства борьбы» (1994), в котором он ставит под сомнение либеральные достижения западного общества. Главным объектом критики становится сексуальная свобода, на практике оборачивающаяся, по мнению писателя, очередной ловушкой для современного человека. Тема получает развитие в следующем романе Уэльбека «Элементарные частицы» (1998), в котором он анализирует путь, проделанный западным обществом, начиная с сексуальной революции 1960-х, и приходит к неутешительному выводу — человечество обречено. Эта книга приносит французскому автору всемирную славу и престижную негосударственную премию «Приз Ноября» (Prix Novembre) по литературе. Мишель Уэльбек оказался последним писателем, получившим приз с этим названием — основатель и покровитель Приза Ноября Майкл Деннери (Michael Dennery) осудил присуждение награды Мишелю Уэльбеку и подал в отставку, у приза поменялся покровитель (им стал Pierre Berg?) и приз стал называться Приз Декабря (Prix Decembre).
Роман Уэльбека «Возможность острова» (2005) завоевал литературную премию «Интералье». По мотивам своей книги Уэльбек поставил одноимённый художественный фильм. Картина, премьера которой состоялась в августе 2008 года в рамках кинофестиваля в Локарно, не вызвала энтузиазма у критиков и удостоилась разгромных рецензий.
Мишель Уэльбек покинул Францию в конце 1990-х (возможно, не последнюю роль в этом решении сыграли судебное преследование и угрозы со стороны представителей мусульманской общины), жил в Ирландии, затем в Испании. В настоящее время Уэльбек признан одним из самых известных в мире французских писателей.
В 2010 году Уэльбека обвинили в плагиате. По заявлению французского интернет-портала Slate, писатель в своём новом романе «Карта и территория» (за который он получил Гонкуровскую премию) скопировал несколько абзацев из французской Википедии практически без изменений. Статьи, которые частично скопировал автор: Фредерик Ниу (), комнатная муха () и Бове ().
15 сентября 2011 появилась информация о том, что Уэльбек пропал без вести, но вечером 16 сентября писатель вышел на связь со своим издательством.
Уэльбек известен также своим критическим отношением к исламу. В 2001 году он сказал, что «ислам — глупая и опасная религия». В принципе Уэльбек отрицает любой монотеизм, но Библию считает прекрасной книгой в связи с тем, что «евреи обладают громадным литературным талантом», а Коран, по его мнению, вызывает депрессию. После обнародования этого интервью четыре мусульманские организации, среди которых была Французская лига прав человека, подали на Уэльбека в суд, обвинив его в «исламофобии» и разжигании расовой ненависти. В суде французский писатель сделал следующее заявление:
В интервью журналу «Lire» Уэльбек говорил о том, что «множество исламских мужчин живут во всеобъемлющем лицемерии». «Предельно строгие и сдержанные у себя на родине, они становятся сексуально распущенными более любых европейцев, оказавшись за границами своих общин».