Michelle Li blev født i Hong Kong, men flyttede til Canada i 1997 med sine forældre og bror. Hun begyndte at spille badminton som 11-årig sammen med sin mor i det lokale samfundscenter. Senere introducerede en ven hende, til hendes nuværende klub, hvor hun begyndte at tage lektioner og deltage i lokale turneringer.
Hendes internationale karriere begyndte omkring 17-års alderen. Li er uddannet fra Richmond Hill High School og bachelorstuderende på Rotman Commerce på University of Toronto.
Hendes tidlige succes inkluderede guldmedaljer ved Canada Winter Games 2011 i damesingle og double med Alexandra Bruce. Ved Pan American Games 2011 fortsatte hun med at vinde guld i både damedouble og damesingle.
Ved sommer-OL 2012 opnåede hun en fjerdeplads i damedouble. Året efter var hun den første panamerikanske atlet i en Grand Prix Gold-finale og nåede kvartfinalen ved All England Open.
Li vandt guld ved Commonwealth Games 2014 og Pan American Games 2015. I 2016 repræsenterede hun Canada ved sommer-OL og blev nummer to i sin gruppe i damesingle.
Efter skader og operationer tog hun en pause i 2017 og vendte stærkt tilbage i 2018 med sejre mod stærke modstandere som Ratchanok Intanon.
I 2019 besejrede hun Tai Tzu-ying ved Japan Open og nåede semifinalen. Ved sommer-OL 2020 nåede hun ottendedelsfinalen.
I 2022 vandt hun sølv ved Commonwealth Games og nåede kvartfinalen i BWF verdensmesterskaberne. Det var hendes første kvartfinale i BWF World Championships siden 2011.