En février 2014, Michael Waldron a été inscrit au programme MFA à l'Université Pepperdine et il a été stagiaire chez Adult Swim pour la série Rick et Morty[2] au cours de la première saison et a été embauché par le co-créateur de la série, Dan Harmon, pour faire partie de l'équipe de production[3]. En juillet 2016, il a travaillé sur la série HarmonQuest[4]. En février 2017, il a participé à l'écriture de la série Heels, diffusée sur Starz[5]. En août 2017, il était producteur exécutif de la série YouTube PremiumGood Game[6].
En février 2019, il est embauché comme scénariste en chef et producteur exécutif de la série Disney+Loki[7]. En novembre 2019, après avoir produit plusieurs épisodes de Rick et Morty, Michael Waldron a écrit un des épisodes de la quatrième saison. En février 2020, il a commencé à écrire le scénario du film Doctor Strange in the Multiverse of Madness[8]. En janvier 2021, il a été embauché pour écrire le scénario du film sans titre Star Wars de Kevin Feige, tout en signant un accord global avec Disney[9].
Au début de l'automne 2022, il est annoncé qu'il sera le scénariste du film Avengers: Secret Wars[10].
Le 27 novembre 2023, Waldron est annoncé comme le scénariste du film Avengers: The Kang Dinasty, remplaçant Jeff Loveness[11].
Le 28 juillet 2024, Michael Waldron est finalement remplacé par le scénariste Stephen McFeely pour écrire les deux prochains films Avengers.