Docteur en psychologie et en sciences de l'éducation, Michel Fayol a d'abord exercé comme instituteur pendant 12 années (1965-1977), puis a été brièvement Inspecteur de l'Éducation (1977). Il a entrepris un cursus universitaire afin de : 1) rechercher les méthodes permettant d'optimiser les apprentissages des élèves dans différents domaines (mathématiques, production écrite de textes, compréhension en lecture, etc.) ; 2) améliorer la formation des enseignants. Cela l'a conduit à occuper différentes postes : Maitre Assistant en sciences de l'éducation à Montpellier (USTL) en charge de la formation des enseignants du second degré (maths, physique, chimie), puis Professeur de psychologie et Directeur d'unités de recherches CNRS (1989-2007 ; LEAD CNRS à Dijon puis LAPSCO CNRS à Clermont) ayant pour objectif l'étude des apprentissages en milieu scolaire et professionnel et leur amélioration. Il a été responsable de l'évaluation des universités (en psychologie et sciences de l'éducation, AERES 2007) puis responsable de programmes en Sciences cognitives à l'Agence de la Recherche (2008-2012) où il a développé plusieurs programmes, dont un portant sur l'apprentissage. Il a présidé le CSP de l'IUFM d'Auvergne (2000-2007). Il préside plusieurs Conseils scientifiques d'organismes intéressés à étudier et améliorer les apprentissages académiques ou professionnels (ANR, Ministère de l'agriculture). Il a publié de nombreux ouvrages (20), chapitres (100) et articles (> 100) dans des revues indexées.