Michael Aastrup Jensen termine des études de commerce en 1995 et commence alors une carrière dans la vente[1].
Engagé au sein de Venstre, il est élu conseiller municipal de Randers en 1997. Il est tête de liste lors des élections municipales de 2001, et arrive en deuxième position du scrutin[2]. Il est toutefois élu maire par le conseil municipal, devenant alors à 25 ans le plus jeune maire de l'histoire du Danemark, et le premier maire de Randers issu de la droite depuis les années 1950[3]. Son record de plus jeune maire de l'histoire danoise est battu en par Christina Krzyrosiak Hansen, nouvellement élue maire de Holbæk[4].
Il est élu député au Folketing lors des élections législatives de [5]. Il devient alors le porte-parole de son groupe parlementaire pour le logement et les nouvelles technologies[1]. Après le début de son mandat parlementaire, il choisit de conserver son poste de maire de Randers, une décision critiquée notamment par son maire-adjoint[6]. Il reste maire jusqu'à l'expiration de son mandat et ne se présente pas pour un nouveau mandat, conformément à ce qu'il avait déclaré lors de son annonce de candidature aux élections législatives[7].
Il est réélu pour un second mandat lors des élections législatives anticipées de [8]. Il devient alors le porte-parole de son groupe pour les affaires européennes, un rôle qu'il occupe jusqu'en 2010, quand il devient porte-parole pour les affaires étrangères[1].
Il remporte un troisième mandat lors des élections législatives de qui marquent le retour de Venstre dans l'opposition[9]. Il devient alors le porte-parole de son groupe pour les affaires culturelles lors de la législature[1].
Il est réélu pour un quatrième mandat lors des élections législatives de , à l'issue desquelles il retrouve son rôle de porte-parole pour les affaires étrangères[10],[11].
Il remporte un cinquième mandat lors des élections législatives de , et conserve son rôle de porte-parole pour les affaires étrangères[12].
Il est élu pour un sixième mandat au Folketing lors des élections législatives de [13]. Après le scrutin, il devient le président de l’Udenrigspolitisk Nævn, une commission parlementaire spéciale établie par la Constitution danoise et chargée d’être consultée par le gouvernement sur les questions de politique étrangère[14].
En , il annonce qu'il quittera son mandat de député le , après sa nomination par le gouvernement pour être l'ambassadeur du Danemark auprès du Conseil de l'Europe à Strasbourg à partir du . Il est remplacé au Folketing par l'ancien joueur professionnel de handball Erik Veje Rasmussen, élu suppléant lors des élections de 2022[15].
