Chad Michael Murray est né le 24 août 1981 à Buffalo dans l'état de New York. À l'instar de son personnage de Lucas dans Les frères Scott, Chad est un grand sportif et un excellent joueur de football américain. À 15 ans, il se blesse pendant un match et atterrit à l'hôpital. C'est là que les infirmières lui conseillent de s'essayer au mannequinat. Deux ans plus tard, il participe à un salon sur la mode et se fait repérer par un agent californien, qui lui demande de venir le rejoindre à Hollywood.

Chad part à Los Angeles en 1999 et devient immédiatement mannequin pour des marques prestigieuses comme Gucci. Il obtient quelques petits rôles à la télévision et fait une apparition remarquée dans la série Diagnostic : Meurtre. Il accède enfin aux rôles réguliers en devenant Tristan DuGrey dans la série Gilmore Girls.

La chaîne américaine WB est ravie de ce jeune acteur beau et talentueux. Elle lui propose des apparitions dans sa série star, Dawson, puis quand celle-ci s'arrête en 2003, un premier rôle dans Les Frères Scott. Le succès de la série lui permet d'accéder au grand écran. Il joue dans Freaky Friday au coté de Jamie Lee Curtis et dans la Maison de cire au coté de Elisha Cuthbert (24 heures chrono) et Paris Hilton.

Les Frères Scott lui permet également de rencontrer sa future-ex-femme, Sophia Bush, qu'il épouse en 2005 et dont il se sépare en 2006. Chad serait, parait-il, un peu volage...