Chad Michael Murray est né le 24 août 1981 à Buffalo, dans l'état de New York. Déjà à l'âge de 4 ans, il aimait divertir sa famille en jouant la comédie. À l'âge de 10 ans, sa mère l'a abandonné, ainsi que ses frères et soeur. Son père les a donc élevés seul depuis ce temps.
À l'adolescence, Chad pratiquait son sport préféré, le football. Il voulait même en faire une carrière professionelle. Malheureusement, il eut un accident, et il a été hospitalisé pendant 4 mois. Durant son passage à l'hôpital, lui fit remarquer qu'il avait le potentiel et le charme de se lancer dans une carrière de mannequin. Deux ans plus tard, après avoir reçu une bourse d'une agence de Buffalo, afin de se rendre à Orlando, il rencontra un agent de Los Angeles qui l'encouragea fortement à réaliser son rêve de devenir acteur.
C'est en 1999, que Chad débuta pour de bon sa carrière de mannequin. Il posa pour des grandes marques, notamment Tommy Hilfiger, Gucci et Sketchers. Il fit quelques apparations dans des séries télévisés et il obtient le rôle de Tristan, dans la série américaine Gilmore Girls, au côté de Alexis Bledel. Il a également paru dans quelques épisodes de la populaire série Dawson's Creek, dans laquelle il jouait le rôle de Charlie.
Depuis quelques années, on a pu voir Chad dans plusieurs films. Il a joué le rôle de Austin, dans le film Freaky Friday, aux côtés de Lindsay Lohan et Jamie Lee Curtis. Il a également joué dans le film A Cinderella Story, dans le rôle du prince charmant moderne aux côtés de Hilary Duff. En 2005, il a tenu le rôle de Nick, dans le film d'horreur House of Wax, aux côtés de Elisha Cuthbert, Paris Hilton et Jared Padalecki.