Доктор биологических наук, профессор, академик АН СССР и АН АССР, заслуженный деятель науки АССР.
Родился 21 марта 1902 года в Нор-Нахичевани (Нахичевань-на-Дону). Начальное образование он получил в местной мужской гимназии. В 1926 году окончил факультет сельского хозяйства ЕГУ.
В 1934 году защитил кандидатскую диссертацию, а в 1939 году - докторскую диссертацию. В 1940 году ему было присвоено звание профессора. В 1968 году был избран академиком Академии наук АССР, в 1971 году - академиком Академии наук СССР.
В 1928-1929 гг. был инструктором сельскохозяйственного управления Наркомзема Армянской ССР, в 1929-1931 - доцентом кафедры ботаники Закавказского зооветеринарного института. В 1935–1939 гг. и 1944–1991 гг. руководил основанной им лабораторией развития растений при Институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева АН СССР. Около десяти лет он был заведующим кафедрой анатомии и физиологии растений ЕГУ, а в 1941-1946 гг. - заведующим кафедрой физиологии растений и микробиологии Армянского сельскохозяйственного института. С 1941 года работал в Институте ботаники АН АССР, где в 1942 году основал лабораторию физиологии растений.
М.Х. Чайлахян является автором 19 монографий, более 350 статей, книг и методических пособий. Он также является основателем гормональной теории развития и цветения растений (1937), принесшей ему мировое признание. Исследовал природу и механизм действия новой группы фитогормонов гиббереллинов, разработал методы их применения в виноградарстве.
Под его научным руководством защищено 50 кандидатских и 10 докторских диссертаций.
Он был действительным членом Германской академии естествоиспытателей «Леопольдина», почётным членом Американского и других научных обществ физиологов растений, ботаников, почётным доктором Ростокского университета (Германия).
В 1967 году М.Х. Чайлахяну было присвоено звание заслуженного деятеля науки АССР.
Награжден орденами Ленина, Трудового Красного Знамени и Красной Звезды.
Скончался 30 ноября 1991 года в Москве.