Михаил Самойлович Кнебельман родился 24 декабря 1909 года в местечке Новый Буг Николаевского района Одесской области в семье рабочего. С 1922 по 1926 годы учился в профтехшколе в городе Одессе и одновременно работал в производственных мастерских школы рабочим. В 1926-1927 годах работал столяром в артели. В 1928 году поступил в Тульскую оружейно-техническую школу РККА. В 1931 году с отличием закончил обучение в Тульской оружейно-технической школе и был оставлен преподавателем материальной части и, одновременно, начальником опытно-показательной мастерской. Спустя три года его перевели на преподавательскую должность в Ленинградскую школу техников, в которой готовили специалистов для Военно-воздушных сил Красной Армии. В ней он написал учебники по ремонту скорострельного 7,62-мм авиапулемета ШКАС и 20-мм авиапушки ШВАК.
В 1937 году М.С. Кнебельмана назначили в отдел ремонта вооружения Управления ВВС РККА, а в 1938 году - военпредом на Тульский оружейный завод.
В 1939 году его направили в Монголию, где он занял должность заместителя главного инженера по вооружению советско-монгольской авиации. Оттуда вернулся с весьма ценной наградой - боевой медалью «За отвагу» и стал военпредом на Тульском машиностроительном заводе. Ему довелось впервые выступить в роли конструктора и принимать выпускавшиеся там авиационные пулеметы ШКАС, крупнокалиберные - 12,7 мм УБ, 23-мм самолетные пушки ВЯ-23 конструкции А.А. Волкова, С.А. Ярцева и другие.
В 1941 году на эвакуированном в Златоуст Тульском оружейном заводе (ТОЗ) приступили к созданию бикалиберных противотанковых ружей. Этим занимался конструктор-станкостроитель Н.К. Остроумов, к нему подключили и М.С. Кнебельмана.
В 1943 году Кнебельман вернулся в Тулу в ЦКБ-14 и стал там представителем ВВС. Занимаясь разработками перспективного, более компактного и мощного авиационного вооружения, он постоянно сотрудничал с командованием ВВС, ведомственным научно-исследовательским институтом и наркоматом вооружений, координируя работу военных заказчиков, конструкторов и производственников. В ЦКБ-14 он продолжил начатые в военные годы исследования.
Михаил Самойлович Кнебельман, прослужив в армии 26 лет, в 1955 году вышел в отставку в звании подполковника. В октябре 1960 года был переведен на работу в ЦКИБ СОО на должность начальника конструкторского отдела, где проработал до выхода в 1987 году на пенсию.
В ЦКИБ СОО М.С. Кнебельман разработал противоградовый снаряд, автоматическую дистанционно управляемую гранатометную установку для защиты важных объектов. Он участвовал в создании 23-мм зенитных автоматов 2А-14 и 2А-7. Но главными в его конструкторском активе стали корабельные скорострельные артустановки АК-630, АК-630М с 6-стволъной автоматической пушкой АО-18 конструкции А.Г. Шипунова и В.П. Грязева. Они предназначены для поражения низколетящих самолетов, крылатых ракет и небольших кораблей, причем огонь из них можно одновременно вести по нескольким целям. С 1971 года ни один боевой корабль не принимали без них. А для катеров военно-морского флота и пограничной охраны он подготовил облегченный и уменьшенный вариант артустановки - АК-306. Всего же на счету М.С. Кнебельмана 76 авторских свидетельств, причем 32 были внедрены в серийное производство.
За самоотверженный труд в производственной деятельности Михаил Самойлович Кнебельман был награжден орденами Ленина, Красного Знамени, Трудового Красного Знамени, двумя орденами Красной Звезды и многими медалями. Ему присвоены звания лауреата Государственной премии СССР (1982), дважды лауреата премии имени С.И. Мосина (1968, 1978).
Умер Михаил Самойлович 3 августа 1999 года, похоронен в Туле.