Oriundo de la ciudad francesa de Orleans, Michel Vuillermoz se formó como intérprete del prestigioso Conservatoire National Supérieur d´Art Dramatique en París, donde estudia entre los años 1986 y 1989. Apenas graduado consigue su primer papel en la pantalla grande, a las órdenes de Jacques Rivette, en La bande des quatre, prólogo de una brillante carrera como secundario cómico y dramático que cuaja definitivamente a finales de los 90, gracias a filmes como Le créateur, Bon Voyage, Palacio real, La casa de tus sueños, Expiación, su debut en el cine anglosajón, y Le dernier pour la route, por la que logra su primera y tardía primera candidatura al Cesar en 2010. Además es un extraordinario intérprete teatral que holló la cima de su carrera en 2003, cuando entró a formar parte de la legendaria Comédie Française, honor este reservado únicamente a los grandes. Participa con un pequeño papel en Midnight in Paris de Woody Allen, si bien el cine francés es su hábitat natural, como demuestran cintas como La familia no se escoge, El amor está en el aire, Amar, beber y cantar y O los tres o ninguno, entre muchas otras. También ha hecho sus pinitos en el doblaje de animación, poniendo su voz al servicio de uno de los personajes principales de la multipremiada La vida de calabacín.