Михаил Титлов родился в 21 февраля 1913 году в Моршанске. Окончив среднюю школу, работал токарем, строил московское метро, учился в Балашовской авиационной школе Гражданского Воздушного Флота и, став пилотом, летал на санитарных и пассажирских самолётах на Дальнем Востоке.
В годы Великой Отечественной войны Михаил выполнял ответственные задания — перегонял по воздушным трассам нашей страны боевые самолеты с востока к линии фронта, а также из Соединенных Штатов Америки в Советский Союз.
В 1942-1943 годах Титлов воевал в Заполярье. Он бомбил фашистские рейдеры и подводные лодки, пытавшиеся блокировать Северный морской путь, разведывал ледовую обстановку, помогал зимовщикам полярных станций. За участие в боях против немецко-фашистских захватчиков Титлов был награжден орденом Отечественной войны II степени.
В 1943 году Михаила перевели в полярную авиацию, и с тех пор вся его жизнь неразрывно связана с Арктикой.
В октябре 1945 года Титлов совершил выдающийся полет: на обычном двухмоторном транспортном самолете Н-331 он достиг Северного полюса. Взяв старт в Москве, самолет прошел по маршруту Москва — Архангельск — Амдерма — Дудинка — мыс Косистый — мыс Челюскина. Отсюда 2 октября нагруженная до отказа машина Титлова поднялась в воздух и взяла курс на север.
Экипажу предстояло провести осеннюю после-навигационную ледовую разведку, обследовать состояние льда в Центральном полярном бассейне по маршруту Северная земля — Северный полюс — Новосибирские острова.
Погода была неблагоприятной: дул сильный встречный ветер, облачность была низкой. Для того чтобы выполнить задачу — вести наблюдение за состоянием льдов, Титлову приходилось переводить перегруженную машину на бреющий полëт над ледяными торосами.
Путь преграждал сильный снегопад, приходилось лететь вслепую. Несколько раз начиналось обледенение, но пилот твëрдо держал в руках штурвал и вëл самолëт по маршруту.
Обследовав ледовую обстановку над Северным полюсом, Титлов взял курс на мыс Анисий (остров Котельный). Предстояло пройти по совершенно неразведанной трассе. Вскоре самолëт стал опять покрываться льдом, и Титлов был вынужден подняться на высоту пять тысяч метров. Обледенение не прекратилось, и пришлось подняться ещë выше. В течение часа без кислородного оборудования Титлов вëл самолёт на большой высоте.
Через 15 часов 30 минут после начала полёта, пройдя путь в 4360 километров, самолёт Титлова приземлился в Чокурдахе на нижнем течении Индигирки – самой холодной реки нашей планеты.
Титлов совершил ещё несколько ледовых разведок, участвовал в экспедициях, организовавших переброску и обслуживание станций «Северный полюс-2», «Северный полюс-3», «Северный полюс-4» и других. Лётчик не раз садился на дрейфующий лёд, взлетал с расколовшихся льдин, вывозил зимовщиков, перевозил грузы.
В марте 1962 года он руководил сложной операцией по эвакуации станции «Северный полюс-8». Совершая дрейф в Ледовитом океане, станция в это время находилась в двух тысячах километров от побережья. Здесь почти год трудился коллектив отважных полярников, и предполагалось произвести замену зимовщиков.
На дрейфующем льду советские лётчики создали несколько аэродромов, завезли много различного снаряжения и оборудования. Однако коварная природа Арктики ненадëжна. Её суровые условия нарушили все планы полярников.
В ночь на 12 марта льдина, на которой располагалась станция и посадочная площадка, раскололась. На осколках льдины, разделённых широкими разводьями, стояли домики и палатки станции. На одном из обломков льдины размером 60 на 120 метров остались радиостанция и кают-компания, на другом — остальные сооружения. Посадочная площадка была также расколота.
Оставаться в лагере зимовщикам стало опасно. Перебраться же на соседние льдины не было возможности. Было решено зимовщиков вывезти из лагеря, а станцию закрыть.
Лётчикам под командованием Михаила Титлова предстояло выполнить сложную задачу. Они разработали план операции, исходя из того, что посадка на станции на тяжёлом самолёте была невозможна. Для этого подходил лёгкий одномоторный самолёт «АН-2», но он не мог долететь до станции без промежуточных посадок и заправки. Поэтому решили организовать две промежуточные станции.
Двое лëтчиков на двухмоторных тяжёлых самолётах «ЛИ-2» вылетели в глубь Полярного бассейна и в тысяче километров от берега выбрали льдину и совершили посадку. Другие лётчики подвезли горючее. Затем в 80 километрах от станции «Северный полюс-8» выбрали вторую льдину и снова перебросили сюда горючее. И уже с этой базы на одномоторном лëгком самолёте за 9 рейсов вывезли в безопасное место всех зимовщиков и ценное оборудование. А Титлов доставил отважных полярников на Большую землю.
Десятки тысяч километров пролетел над полярными широтами уроженец Моршанска. Благодаря его самоотверженному труду с карты Арктики исчезло не одно «белое пятно» и было сделано немало научных открытий.
За свой боевой и мирный труд он был удостоен высоких наград: три ордена Ленина, орден Трудового Красного Знамени, орден Отечественной войны II степени, медали и знак «Почётному полярнику».
В августе 1955 года Михаилу Титлову за выдающиеся достижения в изучении и освоении Арктики было присвоено звание Героя Советского Союза.
За двадцать лет работы Титлов налетал около 10 тысяч часов, пролетел около трёх миллионов километров. Уйдя из авиации, он обосновался в Москве. Скончался 27 июля 1998 года и был похоронен на Красногорском кладбище.