Вся трудовая и общественная деятельность М.К. Михайлова с 1964 года связана с Казанским ГИДУВом (ныне Казанская государственная медицинская академия). М.К. Михайлов одним из первых в мире разработал лучевую диагностику родовых повреждений позвоночника и спинного мозга у детей. Им предложена классификация таких повреждений, написаны монографии, руководства, которые являются единственными по этой тематике. Вопросы лучевой диагностики родовых повреждений позвоночника и спинного мозга у детей включены в унифицированную программу для подготовки врачей рентгенологов и детских невропатологов. М.К. Михайловым создана школа по перинатальной нейрорентгенологии. По его инициативе в Казанском ГИДУВе организовано научное, учебное, производственное объединение (НУПО) «Родовая травма» для выполнения комплексной программы и подготовки кадров высококвалифицированных специалистов, которое он возглавляет с 1988 года.
В 1970 году после досрочного завершения аспирантуры и защиты кандидатской диссертации на кафедре рентгенологии М.К. Михайлов зачислен ассистентом этой кафедры. В 1978 году Марс Константинович защитил докторскую диссертацию. Педагогический стаж М.К. Михайлова составляет 47 лет. В 1980 году М.К. Михайлов был назначен ректором Казанского института усовершенствования врачей им. В.И. Ленина и проработал в этой должности в течение 27 лет до 2007 года. С 1982 года по настоящее время Марс Константинович является заведующим кафедрой лучевой диагностики. В годы работы в должности ректора он возглавлял координационный Совет по последипломному образованию Приволжского региона. Свою концепцию «Современные системы последипломной подготовки специалистов по лучевой диагностике в современных условиях» М.К. Михайлов неоднократно докладывал на конгрессах и съездах (1997 год, 2000 год, 2007 год, 2013 год). В настоящее время по рекомендации главного рентгенолога Министерства здравоохранения Российской Федерации И.Ю. Тюрина им подготовлены материалы «Система аккредитации специалистов здравоохранения и непрерывного медицинского образования».
На кафедре проводятся циклы повышения квалификации врачей рентгенологов продолжительностью один месяц и два месяца, а также циклы профессиональной переподготовки специалистов по рентгенологии продолжительностью четыре месяца. Кроме того сотрудники кафедры проводят выездные циклы повышения квалификации по рентгенологии для врачей Республики Татарстан и Поволжского региона (Набережные Челны, 2012 год, Нижнекамск, 2014 год, Чебоксары, 2013 год и 2015 год, Йошкар-Ола, 2016 год).
М.К. Михайлов постоянный участник международных конгрессов (Австрия, Вена с 2003 года ежегодно), съездов в России, как правило, докладчик (2000 год, 2007 год, 2013 год, 2015 год, 2016 год). В республике Татарстан в течение 15 лет под девизом «День рентгенолога» под его руководством проводятся ежегодные научно-практические конференции с обсуждением актуальных научных и организационных вопросов. В последние годы (2015 год, 2016 год) широко используются видео конференции с привлечением высококвалифицированных преподавателей не только из Казани, но и из Санкт Петербурга, Москвы и других городов. На лечебных базах кафедры (Государственное автономное учреждение здравоохранения «Республиканская клиническая больница Министерства здравоохранения Республики Татарстан» и Государственное автономное учреждение здравоохранения «Республиканский клинический онкологический диспансер Министерства здравоохранения Республики Татарстан») имеются все виды сложного медицинского оборудования по лучевой диагностике: компьютерные томографы, магнитно-резонансные томографы, ангиографические установки, функционирует позитронно-эмиссионный томограф, множество аппаратов ультразвуковой диагностики, внедряется дистанционная связь с крупными медицинскими учреждениями республики для консультаций больных и дистанционного обучения.
Активно ведется научно-практическая деятельность. М.К. Михайлов читает лекции, проводит семинарские занятия, консультирует больных со сложными клиническими диагнозами. При консультации и руководстве заведующего кафедрой выполнено 25 докторских и 58 кандидатских диссертаций не только по лучевой диагностике, но и по другим медицинским специальностям. М.К. Михайлов - автор и соавтор 500 печатных работ, 40 монографий, руководств, учебных пособий. Подготовленные на кафедре высококвалифицированные специалисты - доктора и кандидаты медицинских наук возглавили самостоятельные кафедры Казанской государственной медицинской академии – кафедру кардиологии, рентгенэндоваскулярной и сердечнососудистой хирургии кафедру, ультразвуковой диагностики.
Ученики М.К. Михайлова работают не только в Казани, но и в других городах Российской Федерации. В Первом Московском государственном медицинском университете имени И. М. Сеченова его ученик работает профессором кафедры рентгенологии, в Чебоксарском государственном университете им. И.Н. Ульянова деканом факультета и заведующим кафедрой внутренних болезней с курсом рентгенологии, в Алтайском государственном медицинском университете заведующим кафедрой неврологии. В настоящее время М.К. Михайлов является Президентом ассоциации лучевых диагностов Республики Татарстан (с 1980 года), членом Президиума ассоциации рентгенологов и радиологов Российской Федерации, членом предметной комиссии Министерства здравоохранения Российской Федерации, членом аттестационной и общественной комиссии Министерства здравоохранения Республики Татарстан. В течение 35 лет был председателем Диссертационного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций, в 2017 году избран членом диссертационного Совета «Российской медицинской академии непрерывного профессионального образования» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Марс Константинович имеет отраслевую награду «Отличник здравоохранения СССР» (1978 год), неоднократно награждался почетными грамотами Министерства здравоохранения Российской Федерации (1998 год, 2008 год). М.К. Михайлов дважды лауреат Государственной премии в области науки и техники. Первая премия присуждена в 2005 году за цикл работ совместно с физиками, посвященных разработке и внедрению медицинского магнитно-резонансного томографа «ТМР-0.06 КФТИ». Вторая Государственная премия РТ в области науки и техники в 2017 году за исследования «Родовые повреждения центральной нервной системы. Мультидисциплинарный подход, ранняя диагностика, система профилактики и поэтапной реабилитации» в составе авторского коллектива. Марс Константинович является лауреатом именной премии Академии наук Республики Татарстан имени А.Г. Терегулова, лауреатом Почетного знака имени профессора Ю.Н. Соколова, он является почетным профессором медицинского факультета Белградского и Мюнхенского университетов.
За многолетний плодотворный труд, подготовку квалифицированных медицинских кадров и заслуги в сфере здравоохранения в 2017 году отмечен благодарственным письмом Кабинета Министров Республики Татарстан.