A seize ans, Thierry Michel étudie le cinéma à l'Institut des Arts de Diffusion, à Bruxelles. Au bassin minier et sidérurgique de son enfance, il réalise ses premiers documentaires Portrait d'un autoportrait (1973) et Chronique des saisons d'acier (1980).

Deux ans plus tard, il met en scène Hiver 60, son premier long métrage de fiction qui raconte la grande grève insurrectionnelle belge de 1960. En 1985, alternant documentaires et fictions, il entre une caméra poignante et complice dans les murs d'une prison pour son film Hôtel particulier, un hymne à la liberté au coeur de l'enfermement.

Ensuite, Thierry Michel part vers d'autres continents à la recherche d'autres solidarités, d'autres utopies. Il réalise ainsi au Maroc son deuxième long métrage de fiction, Issue de secours (1987), une oeuvre poétique et mystique au coeur du désert.

A la fin des années 80, il opère un retour au réel en filmant au travers de Gosses de Rio (1990) les enfants des rues et des favelas au Brésil. Il part ensuite à la découverte de la culture zaïroise avec son documentaire plusieurs fois primé Zaïre, le cycle du serpent (1992). Resté en Afrique, il met en scène en 1996 Donka, radioscopie d'un hôpital africain, un tragique portrait humaniste et sans concession de l'hôpital de Conakry en Guinée. Il enchaîne en 1999 avec le tournage de Mobutu, roi du Zaïre, un documentaire sur la chute du dictateur zaïrois.

Souhaitant s'immerger dans le monde islamique, Thierry Michel part en Iran filmer Iran sous le voile des apparences et rend ainsi compte d'une société fracturée, socialement et culturellement. En 2006, il pose une nouvelle fois sa caméra en Afrique pour tourner le documentaire Congo river, un voyage historique et initiatique sur les traces des grandes figures de la colonisation.