Mikhael VIII Palaiologos là con trai của "megas domestikos" Andronikos Doukas Komnenos Palaiologos với Theodora Angelina, cháu gái của Hoàng đế Alexios III Angelos và Euphrosyne Doukaina Kamaterina. Ông là một trong những người ưu tú nhất trong giới quý tộc Đông La Mã và có thể đường đường chính chính kế thừa ngôi vị nếu như không xảy ra biến cố cuộc Thập tự chinh thứ tư ở Constantinopolis vào năm 1203. Từ hồi nhỏ ông đã tỏ ra là người có tài năng về quân sự và cuối cùng trở thành chỉ huy nhóm lính đánh thuê Latinh phục vụ các vị hoàng đế Nicaea. Một vài ngày sau cái chết của Hoàng đế Theodore II Doukas Laskaris vào năm 1258, Mikhael Palaiologos đã xúi giục tiến hành một cuộc đảo chính chống lại viên quan có thế lực trong triều George Mouzalon, vừa trở thành người đồng giám hộ cho vị hoàng đế mới tám tuổi Iohannes IV Doukas Laskaris cùng với Giáo trưởng Arsenios. Mikhael được ban tước hiệu "megas doux" và "despotēs" vào tháng 11 năm 1258. Tới ngày 1 tháng 1 năm 1259, Mikhael VIII Palaiologos đã tuyên bố là đồng hoàng đế tại Nymphaion với sự giúp đỡ của Cộng hòa Genova.