Ծնվել է Թիֆլիսում: Թիֆլիսի արական գիմնազիայից հետո, ընդունվել է Սանկտ Պետերբուրգի համալսարանի ֆիզիկա-մաթեմատիկական ֆակուլտետի բնագիտական բաժին: Ապա սովորել է նույն քաղաքի Սակրավորների ուսումնարանում: Զինվորական ծառայության է անցել Ալեքսանդրապոլում: 1916 թ. կամավորների կազմում մեկնել է Արևմտյան Հայաստան, զբաղվել որբերի խնդիրներով: Այնուհետև Թիֆլիսում անցել է ուսուցչության և զբաղվել այգեգործության ու պտղաբուծության վերաբերյալ գիտական աշխատանքով: 1937 թ. Խորհրդային իշխանությունների կողմից ձերբակալվել և աքսորվել է Սիբիր, որտեղ էլ զոհվել է: Մուշեղ Թումանյանն ունեցել է երեք երեխա` Անահիտ, Նադեժդա, Վիգեն: