בפרוץ מלחמת העולם השנייה חיו במיכלישקי 140 משפחות יהודיות שהיו יותר ממחצית אוכלוסייתה. רוב יהודי העיירה עסקו במסחר זעיר ומלאכה. במיכלישקי פעלו מפלגות ותנועות נוער יהודיות, ובהן ציוניות, בית ספר יידישאי ובית ספר של רשת "תרבות", ספרייה וחוגים.
בעקבות כיבוש מיכלישקי בידי הסובייטיים במחצית השנייה של ספטמבר 1939 הולאמו או נסגרו עסקים פרטיים והוקמו קואופרטיבים.
מיכלישקי נפלה בידי הגרמנים ב-24 ביוני 1941. יהודי מיכלישקי חויבו לשאת טלאי צהוב והוגבלו בתנועותיהם, וקצתם גויסו לעבודת כפייה. מספטמבר 1941 נכללה מיכלישקי בנפת וילייקה (Wilejka) שבתחום הממשל הליטאי. כשנודע ליהודי העיירה באוקטובר 1941 שבוורניאני* (Worniany) הסמוכה הוצאו להורג 17 צעירים יהודים, נטשו מרבית יהודי מיכלישקי את בתיהם והסתתרו בכפרים וביער, אך הגרמנים הצליחו לשכנעם לשוב לעיירה, בסיוע של איכרים מהסביבה.
בסוף אוקטובר 1941 הוקם בעיירה גטו סגור, וב-25 הבתים שבו רוכזו בצפיפות גדולה כ-1,500 יהודים תושבי מיכלישקי וסביבתה. הוקם יודנרט, ובראשו הועמד יצחק סבירסקי. היהודים נדרשו להעביר לשלטונות תשלומי כופר גבוהים, והיודנרט הצליח לעתים להקטין את סכומי הדרישה. הגטו היה סגור ומגודר, ותושביו התקשו ליצור קשר עם הסביבה לצורך קניית מזון או הברחה. בגטו שרר רעב, פשׂוּ בו מגפות, ורבים מתושביו מתו. קבוצת צעירים יהודים מהגטו נשלחה מטעם ארגון טוט לעבודת כפייה במחנה העבודה קוני (Kuny) שליד אוסטרובייץ (Ostrowiec); כעבור שלושה חודשים הם נרצחו שם והוחלפו בקבוצה חדשה של צעירים. באוגוסט 1942 הועברו לגטו מיכלישקי היהודים האחרונים מהגטאות של וורניאני, קיימיילישקי (Kiemieliszki), שוויר (Swir), וביסטשיצה (Bystrzyca).
בחורף 1942/43 הורה מושל הנפה, הורסט וולף (Horst Wulff) לטהר מיהודים רצועה באורך 50 קילומטרים בגבול בין ליטא לבלרוס, עקב חששם של הגרמנים מפני הקשר בין יהודי הגטאות לפעילות הפרטיזנים באזור, וכך נחרץ גורלו של גטו מיכלישקי לחיסול. ב-26 במרס 1943 הועברו כ-200 מיהודי מיכלישקי לגטו וילנה. קבוצה אחרת מתושבי הגטו שולחה בתחילת אפריל 1943 למחנות עבודה בז'ז'מר (Ziezmariai) ובוֶוְיֶה (Vievis) שליד קובנה. הנותרים שיחדו את הגרמנים כדי להישלח לגטו קובנה, אך במקום זאת גורשו ב-5 באפריל 1943 לאתר הרצח בפונר (Paneriai, Ponary), הם ועוד מאות יהודים אִתם. במאבק שהתפתח עם הגרמנים במהלך ההוצאה להורג בפונר הצליחו כמה עשרות מגורשים להימלט ומאות נהרגו.
בעת הגירושים נמלטו ליערות מאות מתושבי הגטו, וקצתם הצטרפו לפרטיזנים.
