محمد خلخالیان در هفتم آبان ۱۳۶۲ (۲۹ اکتبر ۱۹۸۳) در محله دروس تهران متولد شد. کار حرفهای خود را در سیزده سالگی با بازی در سریال «خاطرهها» به کارگردانی داریوش مودبیان آغاز کرد، جایی که شور و شوق او به بازیگری شکل گرفت. خلخالیان در ادامه در سریالهای «زنگ آخر» به کارگردانی نیما فلاح و «سقوط آزاد» به کارگردانی علیرضا امینی به ایفای نقش پرداخت.
پس از آن، فعالیتهایش را به صحنههای تئاتر آلمان گسترش داد و در پروژه «سوختگی» تحت رهبری میرکو بورشت، کارگردان مطرح آلمانی، به عنوان دستیار کارگردان مشغول به کار شد. خلخالیان با نقشآفرینی در نمایش «مراقبتکنندگان» نوشته الفریده یلینک، تواناییهای خود را به نمایش گذاشت و در سال ۲۰۱۶ برای بازی در «فراتر از گفتگوها»، به عنوان بهترین بازیگر در جشنواره تئاتر ماکسیم گورکی برلین شناخته شد. او همچنین با سباستین کریر، کارگردان شهیر، در پروژه «اتوبوسی به نام هوس» همکاری نمود. علاوه بر بازیگری، خلخالیان به عنوان نویسنده و محقق، به نگارش و ترجمه کتابهای مربوط به سینمای کلاسیک پرداخته و کتابی درباره گریس کلی با عنوان «از فیلادلفیا تا موناکو، سفری رویایی» منتشر کرده است.