По линии обоих родителей Валтари происходил из рода, имеющего сельские корни, но ставшего городским начиная с поколения его бабушки и дедушки. Отцовский род происходил из Катинала в районе Хаттула, материнский — из Лауккоски недалеко от Порнайнена. Дед по отцу Густав Хелениус, отправившийся в Хельсинки каменщиком, взял фамилию Валтари, по названию семейного хутора. Отец Валтари Тойми и дядя Тойво получили духовное образование; Валтари говорил о своей богословской наследственной предрасположенности. Он был представителем интеллигенции во втором поколении, а также писателем во втором колене.
Смерть отца в 1914 г., когда мальчику было пять лет, существенно повлияла на жизнь Валтари. Мать растила и обучала его и двоих его братьев, и для главных героев его произведений характерны близкие отношения с матерью и отсутствие отца. Фигурой отца для него в какой-то степени служили дядя, доктор теологии и кандидат гуманитарных наук Тойво Валтари, друг отца, дипломированный инженер и коллекционер произведений искусства Яло Сихтола, а также друг матери, дорожный мастер Калле Ууситало. Тойво Валтари после смерти брата взял на себя роль главы семейства. Сихтола направлял Валтари в работе писателя и привил ему любовь к изобразительному искусству. В летнее время, проведенное у Калле Ууситало, Валтари познакомился с Хювинкяя, городом, который изображается в его произведениях и который стал местом написания некоторых из них.
В 1925 выпустил сборник стихов Бегство от бога. В романе Большая иллюзия (1928) отражена неудовлетворённость жизнью молодёжи средних слоев общества. В романах Город отчаяния и радости (1936), Чужой человек вошёл в дом (1937), От отца до сына (1942) писатель показывает противоречия капиталистического города. Автор исторических романов Синухе, египтянин (1945), Турмс, бессмертный (1955), Феликс счастливый (1958), Государственная тайна (1959) и Враги человечества (1964).
В 1954 году режиссёром Майклом Кертисом по роману Мики Валтари был снят фильм «Египтянин».
Книги Валтари экранизировались в Финляндии, Швеции, США и даже в Иране.