Michael Vartan est né le 27 novembre 1968 à Boulogne-Billancourt d’un père d’origine bulgare, Eddie Vartan (le frère de Sylvie Vartan) et d’une mère polonaise. Ses parents divorcent alors qu’il n’a que cinq ans. Il passe son enfance entre la France et les Etats-Unis. A l’âge de 18 ans, il s’installe définitivement aux Etats-Unis afin d’échapper au service militaire.
Sur le conseil de ses amis,
Michael Vartan s’inscrit à un cours de comédie. Il fait ses débuts dans le film français
Un Homme Et Deux Femmes.
Le Porteur De Cercueil est sa première grosse production américaine. Son premier grand rôle lui est donné dans
The Myth Of Fingerprints de Bart Freundlich en 1997. Sa carrière décolle en 2001 grâce à son rôle dans la série
Alias. On le retrouve ensuite dans
Photo Obsession,
Sa Mère Ou Moi ! et
Solitaire.
En 2009, on retrouve
Michael Vartan dans le rôle d'un médecin dans la série
Hawthorne : Infirmière En Chef dans laquelle il donne la réplique à Jada Pinkett Smith. Deux ans plus tard, il participe à la super-production d'Olivier Megaton
Colombiana aux côtés de Zoé Saldana.