Ծնվել է հայ մեծահարուստ գործարանատիրոջ ընտանիքում: Վախթանգովը ռուսական թատրոնում սկզբնավորել է ֆանտաստիկական ռեալիզմը և իր՝ վախթանգովյան
ուղղությունը: Մոսկվայում հիմնադրել է դրամատիկական թատրոն:1893–1903 թթ-ին սովորել է Թիֆլիսի, ապա՝ Վլադիկավկազի գիմնազիաներում:
1901 թ-ից բեմադրել է պիեսներ, խաղացել ներկայացումներում, գրել է հոդվածներ, բանաստեղծություններ և տպագրել տեղի «Թերեք» թերթում: 1903 թ-ին ընդունվել է Մոսկվայի համալսարանի բնագիտության, ապա տեղափոխվել իրավաբանության ֆակուլտետ, 1909–11 թթ-ին սովորել է Ալեքսանդր Ադաշևի թատերական դպրոցում:
1910 թ-ին իր ուսուցչի՝ Լեոպոլդ Սուլերժիցկու հետ Փարիզի «Ռեժան» թատրոնում բեմադրել է Մորիս Մետեռլինկի «Կապույտ թռչուն» պիեսը: 1911 թ-ին ընդունվել է Մոսկվայի գեղարվեստական թատրոն: 1912 թ-ին Շվեդիայում, Դանիայում և Նորվեգիայում ծանոթացել է տեղի թատերական կյանքին: 1913 թ-ին հիմնադրել և ղեկավարել է Ուսանողական դրամատիկական (հետագայում՝ «Մանսուրովյան») ստուդիան, որը 1921 թ-ին դարձել է Մոսկվայի գեղարվեստական թատրոնի 3-րդ ստուդիա, 1926 թ-ին՝ Վախթանգովի անվան դրամատիկական թատրոն:
Նա խաղացել է Թեքլտոնի (Չառլզ Դիքենսի «Օջախի ճռիկը»), Բրենդելի (Հենրիկ Իբսենի «Ռոսմերսհոլմ») և այլ դերեր, որոնք աչքի են ընկել կերպարի բնավորության ու նկարագրի հոգեբանական խորությամբ և ցայտուն վերարտադրությամբ:
Վախթանգովի ստեղծագործության գաղափարական մեկնակետը՝ բռնակալության մերկացումն ու դատապարտումը, բուրժուական-քաղքենիական աշխարհի սուր քննադատությունը, առավել դրսևորվել է նրա ռեժիսորական արվեստում [Գերհարտ Հաուպտմանի «Հաշտության տոն», Բերգերի «Ջրհեղեղ» (խաղացել է նաև Ֆրեզերի դերը)]: Վախթանգովի և ռեժիսոր Վսեվոլոդ Մեյերհոլդի ներկայացումներով սկզբնավորվել է ռուսական նոր թատրոնը: Վախթանգովի ռեժիսորական արվեստի բարձր զարգացման շրջանը հետհեղափոխական առաջին 5 տարիներն էին, որի հիմքում բարու և չարի հակադրությունն էր, բարոյագեղագիտական գաղափարները, արվեստագետի և ժողովրդի միասնականությունը, արդիականության սուր զգացողությունը և այլն: Այս սկզբունքները հետագայում զարգացրել են նրա աշակերտները՝ Ռուբեն Սիմոնովը, Բորիս Զախավան, Միխայիլ Չեխովը և ուրիշներ:
Վախթանգովի լավագույն բեմադրություններից են Վիլյամ Շեքսպիրի «Տասներկուերորդ գիշերը», Անտոն Չեխովի «Հարսանիքը», Մ. Մետեռլինկի «Սուրբ Անտոնիոսի հրաշագործությունը», Յուհան Սթրինդբերգի «Էրիկ XIV-ը», Սեմյոն Ան-սկու «Հադիբուկը»: 3-րդ ստուդիայում բեմադրել է Կառլո Գոցցիի «Արքայադուստր Տուրանդոտ» պիեսը, որն իր լավատեսությամբ և կենսուրախությամբ նպաստել է Վախթանգովի անվան թատրոնի ոճական առանձնահատկությունների ձևավորմանը. Կոնստանտին Ստանիսլավսկին և Վլադիմիր Նեմիրովիչ-Դանչենկոն այդ ներկայացումը համարել են խոշորագույն հաղթանակ: Դերասանական արվեստում վարպետորեն օգտագործելով իտալական դիմակների թատրոնի իմպրովիզիացիայի միջոցները՝ Վախթանգովն ստեղծել է իր գեղարվեստական ուղղությունը՝ ֆանտաստիկական ռեալիզմը՝ յուրովի զարգացնելով Կ. Ստանիսլավսկու ուսմունքը: Վախթանգովին համարել են «ռուսական արվեստի ապագա ղեկավար, ռուսական թատրոնի հույս»:
Դեռևս Վլադիկավկազում Վախթանգովն առնչվել է հայ թատերական գործիչների հետ, դիտել է Սիրանույշի և Հովհաննես Աբելյանի խաղը: 1910-ական թվականներին ծանոթացել է Հովհաննես Զարիֆյանի, Օվի Սևումյանի, Արշավիր Շահխաթունու, Համո Բեկնազարյանի, Ռուբեն Մամուլյանի հետ: 1920 թ-ին Ստանիսլավսկու համակարգի մասին դասախոսություններ է կարդացել Մոսկվայի հայկական դրամատիկական ստուդիայում: Նրա ռեժիսորական արվեստն ազդել է Արշակ Բուրջալյանի, Արմեն Գուլակյանի, հատկապես Վարդան Աճեմյանի ստեղծագործության վրա:
