Michael Pena est né à Chicago. En 1996, il remporte un rôle dans le téléfilm de Peter Bogdanovich, Un prof en enfer. C'est en déménageant à Los Angeles qu'il enchaîne les petits rôles comme dans My Fellow Americans (1996). Il joue ensuite aux côtés de Nicolas Cage dans 60 secondes chrono et participe à Buffalo soldiers en 2001. Un an plus tard, il donne la réplique à Orlando Bloom dans The Calcium...