Mike Doyle lavora da tempo sia per il cinema che a teatro. Partecipa a numerosi film tra cui il thriller paranormale The Last Word, il dramma di George C. Wolfe You're Not You, del quale è coprotagonista assieme a Hilary Swank e Josh Duhamel ed il thriller dei fratelli Giovanis Bereave con Malcolm McDowell e Jane Seymour. Inoltre sta lavorando a due film attualmente in produzione: il film di fantascienza Max Steel con Maria Bello e Andy Garcia ed il thriller The Invitation con Logan Marshall Green, Michael Huisman e Tammy Blanchard, per la regia di Karyn Kusama. Tra i suoi precedenti film ricordiamo: The Exhibitionists, Gayby, Union Square, Green Lantern, Rabbit Hole, P.S. I Love You, Heavy Petting e Laws of Attraction. Nel 2006, ha scritto e diretto il cortometraggio Shiner con Amy Ryan, presentato in anteprima al Tribeca Film Festival. Doyle è forse noto ai più per la sua partecipazione nella serie televisiva della NBC, Law & Order: SVU nella quale da sei stagioni ha il ruolo ricorrente del tecnico di laboratorio forense, Ryan O'Halloran. Inoltre, è comparso in più episodi delle serie, The Blacklist, Shameless, A Gifted Man, Lights Out, Oz e Sex and the City ed è anche stato ospite in alcune puntate di The Mentalist, The Good Wife, Criminal Minds, CSI: Miami, In Plain Sight, In Treatment, Ed e ER. Ha anche ricoperto il ruolo di protagonista in vari telefilm, come ad esempio Tides of War, Monday After the Miracle e A Loss of Innocence ed è comparso anche nel celebrato film tv della HBO, Taking Chance. Per il teatro, Doyle ha lavorato in, "The New Century" al Lincoln Center Theater; "Gross Indecency: The Three Trials of Oscar Wilde" al Mark Taper Forum di Los Angeles e nelle commedie off-Broadway, "Saved or Destroyed" e "Second". Altri suoi lavori teatrali includono le produzioni di, "Betrayed", "Burning Blue", "It Runs in the Family", "Measure for Measure" e "Our Town". Doyle si è formato alla Juilliard School of Drama ed ha ottenuto un master in economia dalla Georgetown University.