Побывал в космосе дважды. Первый полёт — на «Джемини-10» (июль 1966 года), его командиром был Джон Янг. В этом полёте дважды выходил в открытый космос (первый человек в мире, совершивший второй выход). Второй полёт — вокруг Луны на «Аполлоне-11» (июль 1969), когда Нил Армстронг и Эдвин Олдрин впервые совершили посадку на поверхность спутника Земли. Коллинз в это время пилотировал командный модуль на орбите Луны. Он один из 24 человек, летавших к Луне. За этот полёт Коллинз был награждён медалью НАСА «За выдающиеся заслуги» в 1970 году.
Майк Коллинз фотография
Включён в Зал славы астронавтов. В 1969 году был награждён Медалью Каллума.
В 1970 г. Международный астрономический союз присвоил имя Майкла Коллинза кратеру на видимой стороне Луны.
В 2009 году награждён высшей наградой США Золотой медалью Конгресса (вручена 16 августа 2011).