Während und nach seiner Studienzeit war Michael Bilirakis in verschiedenen Berufen tätig. Er arbeitete unter anderem als Stahlarbeiter, Ingenieur, Lehrer und Rechtsanwalt. Außerdem war er in seinem Geburtsort Tarpon Springs sowie in New Port Richey städtischer Richter. Politisch schloss sich Bilirakis der Republikanischen Partei an. Bei den Kongresswahlen des Jahres 1982 wurde er im neunten Wahlbezirk von Florida in das US-Repräsentantenhaus in Washington, D.C. gewählt, wo er am 3. Januar 1983 die Nachfolge von Bill Nelson antrat, der in den elften Distrikt wechselte. Nach elf Wiederwahlen konnte er bis zum 3. Januar 2007 zwölf Legislaturperioden im Kongress absolvieren. In diese Zeit fielen unter anderem der Zweite Golfkrieg und der Irakkrieg. Im Jahr 1992 wurde der 27. Verfassungszusatz im Kongress verabschiedet.