С августа 1936 года в Советской армии . В 1937 году окончил Харьковскую военную авиационную школу лётчиков, а в 1939 — Качинскую военную авиационную школу лётчиков.
С сентября 1941 года по декабрь 1942 года был командиром звена, авиаэскадрильи, штурманом 198-го штурмового авиационного полка, а с декабря 1942 года по ноябрь 1943 года инспектором по технике пилотирования 3-го штурмового авиационного корпуса. Принимал участие в боях по обороне Москвы и в Курской битве.
За мужество и героизм, проявленные при выполнении 63 боевых вылетов, представлен к награждению званием Героя Советского Союза. Указом Президиума Верховного Совета СССР «О присвоении звания Героя Советского Союза начальствующему составу Военно-воздушных сил Красной Армии» от 6 июня 1942 года за «образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками и проявленные при этом отвагу и геройство» удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 581)[1].
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 24 августа1943 года майор Бондаренко Михаил Захарович награждён второй медалью «Золотая Звезда» (№ 7/II).
Всего за время боевой работы совершил 94 боевых вылета, в том числе 79 на штурмовике Ил-2.
