W 1909 roku Michał Kamieński rozpoczął służbę w Rosyjskiej Marynarce Wojennej. Najpierw był kierownikiem Izby Instrumentalnej w porcie Cesarza Aleksandra III w Lipawie (1909–1913). Następnie założył i był kierownikiem (1914–1919) Obserwatorium Morskiego we Władywostoku (sporządzał tam mapy synoptyczne dla wschodniej Syberii). W roku 1919 otrzymał list od Tadeusza Banachiewicza wzywający do powrotu do Polski. Aby zebrać fundusze na powrót przeniósł się do Japonii, gdzie w latach 1920–1922 służył w Cesarskiej Marynarce Wojennej w Tokio. Opracował tam tablice astronomiczne dla wyznaczania czasu i szerokości geograficznej. W 1922 roku przyjechał do obserwatorium Uniwersytetu Jagiellońskiego, a 29 marca 1923 roku przeniósł się na Uniwersytet Warszawski, gdzie został mianowany profesorem astronomii i zarazem dyrektorem Obserwatorium Astronomicznego. Funkcję tę pełnił do września 1945 roku.
Praca naukowa Michała Kamieńskiego polegała na prowadzeniu rachunków kometarnych i wyliczaniu wpływu perturbacji planet gazowych na trajektorię komet, w tym przede wszystkim: 14P/Wolf (której poświęcił 82 prace), Halleya i Enckego. Zajmował się też wyliczaniem orbit komet wstecz przed ich odkryciem. W uznaniu jego zasług na tym polu w 1927 roku został członkiem Royal Astronomical Society w Londynie.