Родился 16 ноября 1921 года в деревне Дроветчино ныне Смоленского района Смоленской области в семье крестьянина. Русский. Член ВКП(б) с 1942 года. Окончил семилетнюю школу. Работал в колхозе и учился в Смоленском аэроклубе. В 1939 году Михаил Баранов был направлен в Чугуевскую военно-авиационную школу лётчиков-истребителей. После окончания лётной школы в 1940 году оставлен летчиком-инструктором. В этой должности встретил начало Великой Отечественной войны.
С 25 декабря 1941 года сержант М. С. Баранов в действующей армии: в должности пилота 728-го ИАП. Боевую работу начал с 16 января 1942 года на Северо-Западном фронте (в составе 8-й САД и 7-й САД, с 10 февраля - ВВС 3-й Ударной армии), летая на И-16. С 15 мая 1942 года воевал на Калининском фронте (в составе 212-й САД / 256-й ИАД, 3-й Воздушной армии).
В сентябре 1942 года переведён командиром звена в 157-й ИАП (той же 256-й ИАД, ВВС Калининского фронта), где летал на ЛаГГ-3 и английском "Харрикейне". В марте 1943 года полк был отправлен на аэродром Чкаловское (Московский военный округ), для доукомплектования личного состава и освоения новой техники. 8 мая 1943 года приступил к боевой работе на Центральном фронте (в составе 273-й ИАД), летая уже на Як-7Б.
Летом 1943 года в составе полка Баранов сражался на Орловско-Курской дуге. Вскоре личный боевой счёт лейтенанта Баранова вырос до 16 сбитых самолётов. Был награждён третьим орденом Красного Знамени. Он был направлен на курсы усовершенствования лётного состава в Москву.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 24 августа 1943 года за образцовое выполнение заданий командования и проявленные мужество и героизм в боях с немецко-фашистскими захватчиками младшему лейтенанту Баранову Михаилу Семёновичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (N 1067).
К 9 мая 1945 года командир эскадрильи 157-го истребительного авиационного полка (234-я истребительная авиационная дивизия, 6-й истребительный авиационный корпус, 16-я Воздушная армия, 1-й Белорусский фронт) майор М. С. Баранов совершил 437 боевых вылетов, провёл 85 воздушных боёв, сбил лично 26 и в составе группы 3 самолёта противника. Сам за годы войны четырежды был ранен и один раз контужен.
За годы войны был четырежды ранен и один раз контужен. Вскоре после победы майор Баранов уволился в запас по состоянию здоровья с должности штурмана 157-го истребительного авиационного полка. Жил в городе Смоленске, Карелии, Читинской области, Молдавии. С 1957 года обосновался в городе Горьком (ныне Нижний Новгород). Работал токарем на авиационном заводе имени Орджоникидзе. Умер 9 февраля 1993 года.
Награждён орденами: Ленина (24.08.1943), Красного Знамени (22.06.1942, 06.11.1942, 09.07.1943), Отечественной войны 1-й степени (22.05.1944, 11.03.1985); медалями.
