Fils de médecin, il étudie le droit à l'université de Padoue, où il subit l'influence de l'humanisme et devient professeur de droit civil. Rentré en France, il devient premier président de la Chambre des Comptes de Paris, en 1554.

Catherine de Médicis le fait nommer chancelier de France en 1560 pour mener une politique de réconciliation entre catholiques et protestants. Il s'attache à limiter la répression des protestants après l'échec de leur conjuration à Amboise. Il se refuse à signer la condamnation à mort de Condé.

Partisan d'un concile national, il favorise la réunion du colloque de Poissy (1561). Il échoue à cause de l'intransigeance des deux parties, représentées par Théodore de Bèze pour les protestants et le cardinal de Lorraine pour les catholiques.

Mais à partir de 1562, les guerres de religion se déclenchent. Catherine de Médicis rend Michel de l'Hospital responsable de l'échec de sa politique de modération : il donne sa démission de l'office de chancelier en 1568.

Écrivain très renommé pour ses Épîtres, il est le protecteur des poètes de la Pléiade. Il a également rédigé des ordonnances pour la réforme de la justice et de l'administration.