Племянник А.Н. Туполева, авиаконструктора, учился в Кашинском Алексеевском реальном училище, жил в доме Вышеславцевых, дружил с Николаем Вышеславцевым. В 1929 году окончил Московский высший художественный институт «ВХУТЕИН» и получил специальность архитектора-художника. С 1932 года начал работать  в Московском архитектурном институте сначала в качестве ассистента, затем доцента, профессора, затем заведующим кафедрой «Архитектурные конструкции»(1954 по 1975). С 1959 по 1964 год он проректор по научной работе. В 1939 году Туполев защитил кандидатскую диссертацию, в 1954  -  докторскую. Наряду с педагогической деятельностью  вел большую проектно-творческую работу. М.С. Туполев – автор многих научных и научно-методических трудов.  Его считают крупным специалистом в области архитектурных конструкций. Под  его редакцией изданы учебники для архитектурных вузов, техникумов: «Гражданские здания»(1962), «Промышленные здания»(1963). Им написаны книги: «Плоские крыши жилых и общественных зданий» (1952), «Архитектура и конструкции эркеров» (в соавторстве), раздел «Конструктивно-строительные основы» к учебному пособию под редакцией И. Соболева «Основы архитектурного проектирования общественных зданий»(1962). Учебник «Конструкции гражданских зданий», изданный в 1973 году под общей редакцией М.С. Туполева, был переиздан в 2007 году, через 34 года после написания. Это свидетельство значительности и серьезности работы. Автор 19 рационализаторских предложений. Награжден орденом Ленина, орденом «Знак Почета» и тремя медалями, две из которых (золотые медали ВДНХ) были вручены за экспериментальные работы.