Er wurde in Chalon sur Marne geboren und machte 1890 seinen Abschluss an der dortigen Ecole Nationale Supérieure d’Arts et Métiers. Er war maßgeblich an der Gründung einer Automobilsammlung an dieser Schule beteiligt.
Im Jahr seines Abschlusses begann er als Chefingenieur bei der Firma Peugeot. Im Jahr 1894 konstruierte er in Sochaux den ersten eigenen Motor für Peugeot-Autos, der die bis dahin eingesetzten Daimler-Lizenzmotoren ersetzte.
Im selben Jahr nimmt er am ersten von Le Petit Journal organisierten Automobilwettbewerb von Paris nach Rouen teil, bei dem er in einem Peugeot Phaeton 3hp den neunten Platz belegt.
Mit großem Erfindungsreichtum ausgestattet, verließ er die Firma Peugeot und gründete ein eigenes Ingenieurbüro. Dort erschuf er als Auftragsarbeit 1895 das erste Motorrad der Marke Ducan et Suberbie, das am Rennen Paris-Bordeaux-Paris teilnahm. Ende des Jahrzehnts konstruierte er das erste Auto der Marke Gladiator, gefolgt von Arbeiten für die Marken Elan (1898) und Gilles-Forest (1899).
Von 1903 bis 1912 war er wieder für Peugeot tätig und an der Entwicklung der Lion-Peugeot-Motorräder und -Automobile sowohl für den Rennsport als auch für den Straßeneinsatz beteiligt.
Von 1894 bis 1917 meldete er weit über 100 Patente an, die sich auf die Verbesserung von Automobilmotoren bezogen. U.a. im Jahr 1901 auch für auf den ersten Motor mit einem Kühler über und einem Lüfter auf dem Schwungrad. Damit wurde die Kühlung hinter dem Frontmotor möglich. Peugeot verwendete diese Technik z.B. im Jahr 1902 beim 1.600 cm³-Motor des Peugeot Typ 49. Renault fürhte sie ab 1904 bei allen Tpen mit “Kohlenschaufelfront” ein.
Weitere Patente hielt Michaux für verschiedene mechanische Geräte und die Verbesserung von Motoren für die Luftfahrt und die Marine. Einige seiner Erfindungen wurden während des Ersten Weltkriegs in der militärischen Ausrüstung eingesetzt.
Nach dem Krieg zieht er sich nach Korsika zurück, ist aber weiterhin kreativ tätig und konstruiert für die Marine Torpedos mit konzentrischer Flugbahn sowie eine Winde für das Anheben von U-Booten. Im Luftfahrtbereich beschäftigt er sich mit einer Studie über den Autogyro, einer Einspritzpumpe für Flugzeugmotoren und der Wiederverwendung von Abgasen für den Antrieb.
An der Ecole Nationale Supérieure d’Arts et Métiers in Châlons-sur-Marne ist ihm der Kulturraum “Gratien Michaux”, in dem der erste Peugeot-Motor zu sehen ist.