Михаил Ярославич был изображён на стене Введенской церкви санкт-петербургского Мраморного дворца вместе с другими князьями-мучениками – Борисом, Глебом и Михаилом Черниговским, а также с Московскими митрополитами. В произведениях светского искусства второй половины XIX в. наметилась тенденция к поиску исторически точных вариантов интерпретации образа Тверского князя. Тем не менее, в целом они продолжали академическую традицию, истолкованную в национально-романтическом духе. На памятнике «Тысячелетие России» в Великом Новгороде (1862 г., проект Михаила Осиповича Микешина, фигура Михаила Ярославича – работы скульптора Матвея Афанасьевича Чижова) облик Михаила Ярославича, стоящего на коленях, со скованными руками, напоминает о тяготах татарского ига, тогда как представленные рядом с ним князья Александр Невский и Дмитрий Донской олицетворяют собой образы героев событий русской истории XIII–XIV вв. Выполненная Василием Петровичем Верещагиным композиция с изображением Михаила Ярославича и князя Юрия Московского на суде у хана из альбома «История Государства Российского в изображениях державных его правителей» (СПб., 1896 г.) отличается большей по сравнению с памятником исторической точностью. Условный образ князя в средневековых одеждах включён в композицию «Древо государей Российских» на своде парадных сеней Исторического музея в Москве (1883 г., выполнена под руководством Фомы Гавриловича Торопова). В конце XIX в. иконография Михаила Ярославича в профессиональном церковном искусстве приобретает бо́льшую историческую точность и всё большее следует рекомендациям иконописных подлинников, хотя имеет мало общего с памятниками XVI–XVII вв., в том числе с произведениями, отражающими аутентичную тверскую традицию. В росписи Владимирского собора в Киеве (1885–1896 гг.) Виктор Михайлович Васнецов изобразил святого как средовека с лёгкой проседью в волосах и бороде, одетого в богато орнаментированные рубаху и шубу, в княжеской шапке, с крестом и мечом; вид одежды Михаила Ярославича указывает на принадлежность персонажа к московской эпохе, тогда как другой князь-мученик, Михаил Черниговский, который жил раньше Михаила Ярославича, представлен в княжеском костюме домонгольского периода. Сходные образы Михаила Ярославича, часто выполненные в стиле модерн, входили в состав мозаичного декора санкт-петербургского храма Воскресения Христова (Спас на Крови; образ между 1896 и 1902 гг., мастерская Фроловых по оригиналу Василия Васильевича Беляева, Государственный Эрмитаж) и собора Александра Невского в Варшаве (1905–1910 гг., оригинал Фомы Родионовича Райляна), мозаичной композиции «Русские святые князья» по эскизу (1910 г.) Николая Константиновича Рериха на фасаде Троицкого собора Почаевской лавры (1906–1910 гг.), а также в состав росписи собора великомученика Пантелеимона Новоафонского монастыря (1911–1914 гг.). Впрочем, исследователи отмечают, что в этих и других изображениях есть много индивидуальных отличий, к которым относятся возрастная характеристика князя, а также детали его костюма, пейзажные мотивы и иные иконографические признаки. Это обусловлено не только личными предпочтениями художников, но и разной степенью их знакомства со средневековым искусством и древними изображениями Михаила Ярославича.