Michail Grigorjewitsch war der Sohn von Grigori Nikititsch Tschernjajew (1787–1868) und dessen französischer Ehefrau Aimee Esther Charlotte Lecuyer (1800–1876) und wuchs auf dem väterlichen Gutshof von Tubyschki in der Provinz Mogilew auf. Er absolvierte das Gymnasium in Mogilew und trat 1840 in die kaiserliche Armee ein, 1847 wurde er im Pawlowskwer Regiment der Leibgarde aufgenommen. Er absolvierte die Akademie des Generalstabs in Sankt Petersburg und wurde im folgenden Jahr der Donau-Armee zugewiesen. Im Rahmen der walachischen Division nahm er 1849 am ungarischen Feldzug teil. Im Herbst 1854 wurde er im Rahmen des IV. Korps (Generalleutnant P. A. Dannenberg) auf die Krim geschickt und diente unter Fürst Menschikow bei der Verteidigung von Sewastopol. Für seine Leistungen bei Inkerman (5. November) wurde ihm der Wladimir-Orden 4. Klasse zuerkannt. 1855 kämpfte er unter General Chruljow hauptsächlich auf dem Hügel von Malakow. Für seinen vorbildlichen Mut bei der Verteidigung von Sewastopol bei der Abwehr der alliierten Angriffs vom 27. August 1855 wurde er zum Oberstleutnant befördert und erhielt einen goldenen Ehrensäbel mit der Aufschrift „Für Tapferkeit“. Am Ende des Krimkrieges fungierte er als Stabschef der 3. Infanterie-Division und wurde dann nach Orenburg gesandt und dem dortigen Generalgouverneur A. A. Katenin als Berater zur Seite gestellt.