Михаил Валентинович Ковальчук родился 21 сентября 1946 года в Ленинграде.

Выпускник физического факультета Ленинградского государственного университета (1970), доктор физико-математических наук (1988), профессор (1998), член-корреспондент РАН (2000).

С 1998 по 2013 гг. — директор Института кристаллографии имени А.В. Шубникова РАН. В 2005–2010 гг. — директор Российского научного центра «Курчатовский институт». В 2010–2015 гг. — основатель и первый директор Национального исследовательского центра «Курчатовский институт». Исследования М.В. Ковальчука заложили основу принципиально нового метода изучения структуры вещества, основанного на сочетании возможностей рентгеновской дифракции и спектроскопии — метода стоячих рентгеновских волн, имеющего важное практическое значение для исследования наносистем. М.В. Ковальчук — ведущий учёный в области рентгеновской физики, кристаллографии и нанодиагностки, один из идеологов и организаторов развития нанотехнологий в России.

По инициативе и при непосредственном участии М.В. Ковальчука в Курчатовском институте была сформирована научная программа, ориентированная прежде всего на проведение междисциплинарных научных исследований на крупных исследовательских комплексах (мегаустановках). Реализация этой программы позволила развернуть на качественно новом уровне работы практически по всем направлениям современной науки: от энергетики, конвергентных технологий и физики элементарных частиц до высокотехнологичной медицины, биологии и информационных технологий.

М.В. Ковальчук — руководитель межведомственной рабочей группы по направлению «Международное научно-техническое сотрудничество» Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию. Он состоит в международном управляющем комитете глобального научного проекта XFEL. М.В. Ковальчук — многолетний автор и ведущий научно-популярной телепрограммы «Истории из будущего с Михаилом Ковальчуком» на «Пятом канале» и «Картина мира с Михаилом Ковальчуком» на телеканале «Россия Культура» (с 2019 года).