Mirchoff nació en Seattle, Washington. Dos días después de su nacimiento, la familia se mudó a Victoria, en la isla de Vancouver, Canadá. Su padre, Bill, nacido en California, es ortopedista, y su madre, Kelly, originaria de Seattle, es ama de casa. Mirchoff tiene un hermano mayor, Luke (n. 1985), jugador de lacrosse, y una hermana menor, Rianna (n. 1992). Es egresado de Mount Douglas Secondary School. Mirchoff tiene doble ciudadanía estadounidense y canadiense.

A los 20 años se mudó a Los Ángeles. De 2011 a 2018 estuvo en una relación con la actriz y bailarina Janine Mason, ganadora de la quinta temporada de So You Think You Can Dance. En agosto de 2021, Mirchoff se comprometió con la psicóloga Jenny Mainen, pero desde entonces terminaron su relación.

La carrera actoral de Mirchoff comenzó con la obra Bubbly Stiltskin, y en 2006 apareció en la película Scary Movie 4. En 2009 protagonizó la película de terror The Grudge 3. Ese mismo año, Mirchoff se unió al elenco de la serie Desperate Housewives, interpretando el papel de Danny Bolen, y en 2011 obtuvo el papel principal en la serie Awkward y apareció en la película I Am Number Four. En 2013, Mirchoff actuó en la película para televisión The Wizards Return: Alex vs. Alex y en la película independiente The Secret Lives of Dorks. En 2014, Mirchoff apareció en el papel principal de la película Poker Night. En 2017 interpretó el papel de Brad en la película Flatliners.