Michael Vuillermoz studierte von 1986 bis 1989 an der renommierten Schauspielschule Conservatoire national supérieur d’art dramatique. Im zuletzt genannten Jahr debütierte er in dem Mystery-Drama "Die Viererbande" von Jacques Rivette und in der von Sébastien Grall inszenierten Komödie "Ein Vater kommt selten allein". Für seine Darstellung des Pierre in dem von Philippe Godeau inszenierten Drama "Le dernier pour la route" war er 2010 bei der Verleihung des französischen Filmpreises César als bester Nebendarsteller nominiert.