Fin da bambina si dedica al balletto, aiutata soprattutto da un corpo minuto che la rende perfetta per la danza. Cresciuta a new York, si sposta a Los Angeles, assieme a sua madre e alla sorella Irene. Dalla danza alla recitazione il passo è breve e Los Angeles è la terra delle occasioni, soprattutto per coloro che vogliono fare qualcosa sul piccolo schermo.

Debutto televisivo
Un posto c'è anche per la piccola Michelle che appare per la prima volta in tv nel 1991, nel telefilm giudiziario Law & Order - I due volti della giustizia, cui seguirà Clarissa e la soap opera All My Children, all'interno della quale reciterà dal 1993 al 1996.

Sul grande schermo
Appare per la prima volta sul grande schermo quando Steve Binder la sceglie per Melissa (1995), nel contempo ultima gli studi alla Notre Dame High School di Sherman Oaks in California e comincia a intraprendere gli studi universitari in Sociologia e Religione. Alterna lo studio alla carriera da attrice, e viene premiata con il suo primo ruolo da protagonista per Harriet M. Welsch in Harriet, la spia (1996) di Bronwen Hughes. Cresciuta sotto l'ala Disney, partecipa a Inspector Gadget (1999) di David Kellogg accanto a Matthew Broderick, Rupert Everett e l'antipaticissimo Andy Dick.
Molto amica di Sarah Michelle Gellar, sarà proprio grazie a quest'ultima che troverà un posto nel telefilm Buffy, l'ammazzavampiri per ben tre stagioni! Dal 2000 al 2003 sarà infatti Dawn Summers, sorella combinaguai della cacciatrice di vampiri più pericolosa e bella al mondo. Ruolo che le frutterà pluricandidature al Saturn Award, l'Oscar del cinema fantastico.
Ma non solo piccolo schermo nel suo curriculum, eccola splendida nel film di Gregg Araki Mysterious Skin (2004) e gigioneggiante in Eurotrip (2004).
Dopo il ruolo di Celeste in quattro episodi di Six Feet Under (2004), recita nel remake Black Christmas - Un natale rosso sangue (2006) di Glen Morgan, è accanto a Zac Efron in 17 Again - Ritorno al liceo (2009), partecipa alla commedia Poliziotti fuori - Due sbirri a piede libero (2010) e al divertente Take me home tonight, diretta Michael Dowse.
Michelle Trachtenberg è morta a New York nel febbraio 2025, all'età di 39 anni, poco dopo essere stata sottoposta a un trapianto di fegato.