Los primeros éxitos destacados de Miguel Oliveira llegaron en 2005 y 2006, al ganar el campeonato portugués de MiniGP. En 2009 fue 3º en el FIM CEV Repsol y en 2010 fue 2º tras una apasionante pugna final con Maverick Viñales. Oliveira haría su debut mundialista en 125cc en 2011 y un año más tarde pasaría a ser piloto permanente en la nueva categoría de Moto3™, donde lograría 2 podios en Catalunya y Australia. Tras fichar por Mahindra, el portugués lograría el primer podio para la marca india en Malasia 2013 y repetiría en Assen 2014. Un año después recalaría en Red Bull KTM Ajo, equipo con el que lograría en Mugello la primera victoria de su palmarés convirtiéndose en el primer piloto luso en ganar un GP del Campeonato del Mundo. Ese mismo año, tras acumular un total de 6 victorias en un final de temporada increíble, donde fue 1º o 2º en las últimas 6 carreras, llegó a Valencia con opciones al título que finalmente se adjudicó Danny Kent. El portugués cerró el año con 6 victorias y 3 segundos puestos antes de dar el salto a Moto2™ con Leopard Racing.
Tras un primer año aciago en la categoría intermedia, en 2017 volvió a Red Bull KTM Factory Racing, donde sí pudo sacar su mejor versión con 3 victorias consecutivas para cerrar el año que redondearon sus 6 podios previos. Acabó 3º en la general y en 2018 afrontaría el año como uno de los favoritos al título, repitiendo las 3 victorias de la campaña anterior y sumando otros 9 podios que le permitirían saltar a MotoGP™ como subcampeón al firmar por Red Bull KTM Tech3.
En su temporada como rookie impresionaría como un habitual en la zona de los puntos, finalizando 8º en el Red Bull Ring como mejor resultado. Una dura caída en Phillip Island y la operación por las secuelas de una lesión arrastrada desde Silverstone vetarían su presencia en las últimas 3 carreras y los test de noviembre. Totalmente recuperado, en 2020 explotaría por completo con dos históricos triunfos en el GP de Estiria y la season finale de Portimao en su GP de casa. Sería una despedida ideal de Tech3 antes de afrontar 2021 con gran ambición de la mano del equipo de fábrica de KTM, donde trataría de llenar el vacío dejado por Pol Espargaró. Pero el curso estaría repleto de altibajos para el portugués, que tras un inicio discreto firmaría tres podios consecutivos en Italia y Alemania con una victoria en Catalunya. Tras esa buena racha, el Top 15 volvería a convertirse en su botín habitual, dando un paso atrás por un problema en la muñeca tras el parón estival. En 2022, el portugués se convertiría en un maestro en condiciones de mojado tras conquistar su cuarta y quinta victoria en la clase reina bajo la lluvia torrencial de Indonesia y Tailandia. Tras seis temporadas de la mano de KTM, Oliveira se plantaría frente a un nuevo reto para 2023 con la nueva escuadra de Aprilia, el RNF MotoGP™ Team. Sin embargo, una lesión en la primera ronda en casa y otra en Jerez arruinarían la primera mitad de la temporada para el portugués. Las cosas no mejorarían y un Top 5 en Silverstone terminaría siendo lo más destacado del curso antes de sufrir otra lesión en Qatar. Para 2024, el '88' esperaría exprimir su Aprilia y luchar al 100% por todo junto al Trackhouse Racing, pero desafortunadamente se perdería otros cinco Grandes Premios por lesión y acabaría 15º. En 2025, el piloto portugués probará suerte con el Pramac Yamaha.