М. С. Бубеннов родился 8 (21) ноября 1909 года в крестьянской семье в селе Второе Поломошнево (ныне Новичихинский район Алтайского края). Окончил школу-девятилетку (1927), стал сельским учителем, к этому же времени относятся первые публикации. В 1929 году участвовал в I Всесоюзном съезде крестьянских писателей. С 1930 года жил в Татарии, работал учителем в селе Рыбная Слобода, а с 1933 года — журналистом. С 1939 года член Союза писателей Татарии. Участник Великой Отечественной войны (командир стрелковой роты в составе 88-й стрелковой дивизии). В 1965—1975 входил в правление СП РСФСР.

Главным произведением Бубеннова стал его военный роман «Белая береза» (1947). Во второй части романа (1952) автор в духе культа личности изобразил Сталина. После 1956 года эта книга критиковалась как пример так называемой «теории бесконфликтности».

М. С. Бубеннов умер 3 октября 1983 года. Похоронен в Москве на Кунцевском кладбище.