После окончания Харьковского училища Михаил Семенович Ярлыков проходил службу в должности помощника ведущего инженера-испытателя одной из воинских частей. В июне 1961 г. был назначен в ВВИА, где прошел путь от инженера научно-исследовательской лаборатории до начальника кафедры эксплуатации авиационного радиоэлектронного оборудования.

Научной и педагогической деятельностью М. С. Ярлыков начал заниматься с 1957 г. Им созданы и развиты методы марковской теории оценивания случайных процессов, базирующиеся на единой методологической основе марковских и условных марковских процессов.

Научные результаты М. С. Ярлыкова привели к разработке и обобщению методов обработки сигналов для систем авиационной радиосвязи. Дальнейшие научные результаты привели к становлению и развитию статистической теории радионавигации, что позволило существенно расширить возможности синтеза помехоустойчивых систем радионавигации. С 1991 г. и по настоящее время занимается синтезом и разработкой алгоритмов авиационной приемообрабатывающей аппаратуры спутниковых навигационных систем.

М. С. Ярлыков — автор более 250 научных трудов, в том числе 6 монографий, 8 учебников и 53 изобретений. Свыше 30 его научных трудов переведены и изданы за рубежом.

Является основателем и руководителем научной школы «Системы оценивания и управления информационным обеспечением и техническим состоянием авиационных радиоэлектронных комплексов».

После увольнения из Вооруженных Сил работал профессором кафедры эксплуатации авиационных радиоэлектронных комплексов академии.

Является заместителем главного редактора журнала «Радиотехника», членом Экспертного совета ВАК.

Награжден орденом Красной Звезды, 11 медалями.