Nach dem Studium der Medizin und Promotion in Köln zum Dr. med, sowie Auslands-USA-Aufenthalt am Mallinckrodt Inst. of Radiology in St. Louis und am Wayne State Cancer Center in St. Louis, erwarb Michael Flentje den Facharzt für Radiologie und den Facharzt für Strahlentherapie an der Strahlenklinik in Heidelberg. 1991 erfolgte dort auch die Habilitation für Klinische Radiologie unter M. Wannenmacher. 1994 folgte die Berufung auf den Lehrstuhl für Strahlentherapie am Klinikum der Universität Würzburg verbunden mit der Leitung der Strahlenklinik. Michael Flentje hat sich besonders mit der multimodalen Therapie des Lungenkarzinoms und der Etablierung der Präzionsstrahlentherapie beschäftigt. Seine Arbeit wurde unter anderem mit dem W.C. Röntgen- und dem Alfred Breit-Preis ausgezeichnet.