Nato a Pittsburgh, Pennsylvania, e cresciuto a Mount Lebanon, un sobborgo a sud della città. Figlio di Susan e Charles Manganiello,[1] ha un fratello minore di nome Nicholas. Manganiello ha origini italiane da parte di padre (sua nonna era di Messina, suo nonno di Avellino)[2] e austriache e armene da parte di madre.[3] Ha studiato presso la St. Bernard School, una scuola cattolica di Mt. Lebanon,[4] successivamente frequenta la Mt. Lebanon High School, dove si diploma con lode nel 1995.[5] Durante gli anni degli studi si distingue in varie attività sportive come football, pallacanestro e pallavolo,[6] inoltre inizia ad avvicinarsi alla recitazione partecipando ad una produzione scolastica del musical Oklahoma!.[6]
Dopo una serie di infortuni sportivi,[7] decide di diventare attore, così si sottopone ad un provino alla Carnegie Mellon School of Drama, una divisione della Carnegie Mellon University. Non viene accettato e si iscrive all'Università di Pittsburgh[7] ed inizia a lavorare per il teatro. Dopo un anno, Manganiello si sottopone ad un nuovo provino alla Carnegie Mellon School of Drama, questa volta viene ammesso al programma di recitazione.[6] In quegli anni si è esibito in varie produzioni teatrali e ha scritto, prodotto e recitato in un cortometraggio studentesco intitolato Out of Courage 2: Out for Vengeance.[8] Manganiello si è laureato nel 2000 con un BFA in recitazione.[7]
Nel 2010 Manganiello appare come guest star nella terza stagione di True Blood, nel ruolo del lupo mannaroAlcide Herveaux, che diventa un personaggio fisso della serie a partire dalla quarta stagione in poi.[10] Per il ruolo nella serie, Manganiello ottiene riconoscimenti di pubblico e critica, vincendo diversi premi, tra cui un Saturn Award come miglior guest star e uno Scream Award. Sempre grazie al ruolo di Alcide, Manganiello vede aumentare sempre più la propria popolarità, ottenendo l'interesse di Hollywood.
Nei primi mesi del 2011, l'attore sostiene un provino per il ruolo di Superman per il film di Zack Snyder: L'uomo d'acciaio; ad un passo da ottenere la parte,[11] si vede costretto a rinunciare al progetto, in quanto sarebbe andato in conflitto con i suoi impegni con True Blood.[12] La parte di Superman viene affidata a Henry Cavill.
Inizialmente annunciato come parte del cast della serie televisiva Scream Queens di Ryan Murphy, a marzo del 2015 annuncia di aver abbandonato il progetto per impegni promozionali del film Magic Mike XXL.
Come studente della Carnegie Mellon University, Manganiello ha lavorato in numerose produzioni teatrali a Pittsburgh, incluso Quando noi morti ci destiamo di Henrik Ibsen e ne Il mercante di Venezia, portato in scena al Quantum Theatre.[9] Nel maggio 2007 a New York City in Skirts & Flirts, un monologo di Gloria Calderon Kellett. Ha inoltre interpretato Stanley Kowalski in Un tram che si chiama Desiderio al West Virginia Public Theatre nel 2008,[16] diretto dal suo ex professore del Carnegie Mellon Geoffrey Hitch.[17] Nel giugno del 2009 ha partecipato a Unusual Acts of Devotion di Terrence McNally,[18] nel ruolo del musicista jazz newyorkese Leo Belraggio.
Dal 2010 vive a Los Angeles, California. Manganiello è un attivo sostenitore del "The Art of Elysium", una organizzazione non-profit fondata nel 1997, che incoraggia attori, artisti e musicisti a dedicare volontariamente il proprio tempo e talento ai bambini che stanno combattendo gravi patologie.[21] È anche sostenitore di "Until There's a Cure", un ente di beneficenza dedicato alla lotta contro l'HIV/AIDS.[22]
Grande tifoso dei Pittsburgh Steelers, nel 2007 ha prodotto e diretto un breve documentario intitolato DieHardz,[6] su un gruppo di tifosi degli Steelers che si incontrano in un bar di Los Angeles.
Manganiello è considerato un sex symbol, tanto che nel 2010 la rivista People lo ha nominato uno degli "uomini viventi più sexy". Inoltre è stato nominato "The Best Summer Body" del 2011 da Men's Health e uno dei "World's 25 Fittest Guys" da Men's Fitness.[23] Nel luglio 2014 la rivista People lo nomina l'uomo single più sexy del pianeta.[24]
Dalla fine del 2014 ha una relazione con l'attrice colombiana naturalizzata statunitense Sofía Vergara, che sposa il 22 novembre 2015 a Palm Beach, in Florida, alla presenza di 700 invitati.[25] Nel 2023 la coppia annuncia il divorzio.[26]