Шамрай Михаил Семёнович родился 29 февраля 1908 года в селе Троицкое (имени К. Маркса, ныне Новониколаевка) Мариупольского (ныне Бердянского) района Запорожской области в семье крестьянина. Украинец. Окончил 6 классов. Работал в трубопрокатном цехе Мариупольского металлургического завода имени Ильича простым рабочим.

В Красной Армии в 1930 – 1934 годах. Служил на заставе одного из пограничных отрядов командиром отделения. С мая по ноябрь 1932 года Шамрай учился на шестимесячных курсах в 3-й школе пограничной охраны и войск ОГПУ, а после их окончания был командиром взвода 4-го стрелкового дивизиона 6-го полка войск ОГПУ.

Четыре года спустя вновь призван на военную службу и участвовал в советско-финской войне 1939 – 1940 годов.

Командир роты 257-го стрелкового полка Северо-Западного фронта старший лейтенант Шамрай отличился 1 марта 1940 года в ночном бою. Его рота, несмотря на сильный огонь противника, овладела важной высотой и дотом. В ночь на 13 марта 1940 года рота на плечах противника ворвалась в город Виипури (ныне Выборг). Указом Президиума Верховного Совета СССР от 11 апреля 1940 года за образцовое выполнение боевых заданий командования и проявленные при этом отвагу и геройство Михаилу Семёновичу Шамраю было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 503).

Вот что писала о нем 7 августа 1940 года газета «Приазовский рабочий»: «…Рота тов. Шамрая начала штурм дотов. Бойцы блокирующей группы шли впереди. На лыжах прикреплены полукруглые бронированные щиты. Толкая перед собой щиты, укрываясь ими, бойцы бесстрашно двигались к доту, из бойниц которой лился свинцовый дождь. Но бойцы медленно продвигались вперед. В это время командир тов. Шамрай с бойцами, укрываясь за надолбами,  забрасывал укрепление гранатами. Вот щиты у самых дотов. Красноармейцы быстро закладывают амбразуры мешками с песком… Но враг задумал окружить красноармейцев. Белофинны поливают их пулеметным огнем, забрасывают бутылками с  горючими веществами. Красноармейские ряды не дрогнули. Командир повел за собой бойцов прямо на врага. Белофинны, не выдержав, бежали. Рота Шамрая первой вступила в предместья г. Выборга…»

Окончил курсы «Выстрел». Участник Великой Отечественной войны с июня 1941 года. Капитан М.С. Шамрай защищал Москву на юго-западном направлении, командуя одним из полков 264-й стрелковой дивизии. В одном из боёв недалеко от города Козельска он получил тяжёлое ранение и 16 февраля 1942 года скончался в госпитале. Похоронен в городе-герое Туле на Всехсвятском кладбище.