מיכל ריבלין נולדה וגדלה בירושלים. לאחר שירות צבאי ביחידת "שר-אל" החלה לימודי תואר ראשון במתמטיקה ומדעי המחשב באוניברסיטה העברית בירושלים. לאחר מכן המשיכה לתואר שלישי במרכז לחישוביות עצבית באוניברסיטה העברית, שם חקרה את הפתולוגיה של הפעילות העצבית במחלת פרקינסון, בהנחייתו של פרופ' חגי ברגמן.
במהלך לימודיה נישאה לידידיה עציון. שלושה מילדיה, דוד, נעמי ומרים, נולדו במהלך לימודי הדוקטורט, ועם סיומם עברה המשפחה לברקלי, קליפורניה, שם ביצעה מיכל מחקר בתר-דוקטוריאלי שעסק במעגלים העצביים ברשתית, במעבדתה של פרופ' מרלה פלר. הדבר התאפשר, בין היתר, בזכות מילגה שקיבלה מהתוכנית הלאומית לקידום נשים במדע של מכון ויצמן למדע.
ריבלין ומשפחתה מתגוררים כיום במזכרת בתיה. באחרונה הורחבה המשפחה עם לידתו של איתי. על האתגר שבגידול ארבעה ילדים ביחד עם ניהול מעבדה ומחקר היא אומרת: "כל אחד מתמודד עם אתגרים, ואני שמחה להתמודד עם האתגר הזה".