Die ersten großen Erfolge von Miguel Oliveira gab es 2005 und 2006, als er die portugiesische MiniGP-Meisterschaft gewann. 2009 wurde er Dritter in der FIM CEV Repsol und 2010 kämpfte er gegen Maverick Viñales um den Titel und belegte 2011 mit nur zwei Punkten Vorsprung den zweiten Platz. 2012 fuhr Oliveira Vollzeit für das Team Estrella Galicia 0,0. Zwei Podestplätze sicherte er sich, bevor er 2013 zu Mahindra Racing wechselte und mit dem ersten Podestplatz des indischen Herstellers in Malaysia für Schlagzeilen sorgte. 2014 blieb er auf der Mahindra und holte ein weiteres Podium in Assen, bevor er 2015 von Red Bull KTM Ajo angeworben wurde. Die Moto3™-Saison hielt für den Portugiesen einen schwierigen Start bereit, aber er gewann sowohl in Mugello als auch in Assen, bevor er sich das Handgelenk in Deutschland brach. Alle Hoffnungen schienen verloren zu sein, als Danny Kent den britischen GP mit einem Vorsprung von 110 Punkten vor dem KTM-Fahrer verließ, doch nach einem unglaublichen Comeback gewann Oliveira in den letzten sechs Rennen vier Mal und zwei Mal setzte er sich als Zweiter durch. 2016 sind er und Kent gemeinsam mit Leopard Racing die Moto2™-Weltmeisterschaft gewechselt.
Nachdem sich der Portugiese Ende des Jahres von einer Verletzung erholt hatte, kehrte er für 2017 an Bord des neuen KTM-Chassis in die Moto2™, ins Red Bull KTM Ajo Team zurück. Oliveira's Saison war mit seinem ersten Sieg, der Herausforderung an der Spitze und dem dritten Gesamtrang ein Wahnsinn - und er blieb auch 2018 eine Bedrohung an der Spitze. Schließlich belegte er im Titelkampf den zweiten Platz, dennoch war es eine beeindruckende Saison.
Der portugiesische Fahrer feierte dann im folgenden Jahr sein MotoGP™-Debüt mit dem Red Bull KTM Tech 3 Team. Mit regelmäßigen Punkterängen beeindruckte Oliveira in seiner ersten Premier Class-Saison, P8 in Österreich war sein bestes Ergebnis. Oliveira musste die letzten drei Rennen und die Tests vor der Saison bis Ende 2019 wegen eines schweren Sturzes auf Phillip Island und einer Operation wegen einer in Silverstone erlittenen Verletzung aussetzen. Oliveira blieb für 2020 bei Red Bull KTM Tech 3 und war der zweite KTM-Fahrer in Folge, der nach einer atemberaubenden letzten Runde in Österreich beim GP der Steiermark den Sieg in der Königsklasse errang. Oliveira stahl sich in der letzten Kurve nach vorne und holte sich den fulminanten Sieg. Der MotoGP™ -Zirkus kehrte für den PortugalGP nach vielen Jahren erstmals wieder in sein Heimatland zurück, wo Oliveira sorgte dafür, dass es ein Traumwochenende wurde, als er auch das grandiose Saisonfinale gewann. 2021 wurde er Partner von Brad Binder in den Werksfarben, aber eine unterdurchschnittliche KTM und eine Verletzung sorgten dafür, dass Oliveira eine Achterbahnsaison erlebte. Drei Podiumsplätze, darunter der Sieg in Barcelona, waren dabei die Höhepunkte des Jahres. Die RC16 von KTM brachte nicht die erhofften Verbesserungen, was bedeutete, dass Oliveira bei trockenen Bedingungen Mühe hatte, an der Spitze mitzufahren. Aber 2022 war er mit Abstand der Regenmeister, als der portugiesische Star im sintflutartigen Regen von Indonesien und Thailand zu seinem vierten und fünften Sieg in der Königsklasse fuhr. Nach sechs Saisons in Orange wechselte Oliveira für 2023 zum RNF Aprilia Team. Eine Verletzung in der ersten Runde auf heimischem Boden und eine weitere in Jerez ruinierten die erste Hälfte der Saison für den glücklosen Portugiesen. Ein 5. Platz in Silverstone war der Höhepunkt, denn Oliveiras Saison endete mit einer weiteren Verletzung, die er sich in Qatar zuzog. Im Jahr 2024 schloss sich die Nummer 88 dem Team Trackhouse Racing auf einer Aprilia an, wobei ein Sprint P2 in Deutschland der Höhepunkt seiner Saison bleiben sollte. Ein Rückschlag in Form einer Verletzung kam dann in Indonesien, als sich der portugiesische Star das Handgelenk brach und daraufhin fünf Rennen verpasste. Im Jahr 2025 wird Oliveira sein Fachwissen bei Prima Pramac Yamaha einbringen – seinem dritten MotoGP-Hersteller.