Родился 20 мая 1963 года.
В 1985 году окончил Московский государственный педагогический институт им. В.И. Ленина.
1986-1987 - методист, диспетчер Московского городского бюро экскурсий.
С 1987 года - участник неформального движения.
1988-1989 - один из основателей и авторов независимой газеты "Хронограф".
1988-1990 - социолог научно-технического кооператива "Перспектива" .
1990-1993 - аспирант Института социологии Российской Академии Наук.
В 1992 году окончил Высшие социологические курсы.
С 1990 года - заместитель директора Международного Института гуманитарно-политических исследований.
В 1993 году участвовал в создании избирательного блока "Явлинский - Болдырев -Лукин".
1994-1995 - член Комитета Государственной Думы по делам Содружества Независимых Государств и связям с соотечественниками.
С 1995 ггода - член Бюро Центрального Совета ОПОО "Объединение ЯБЛОКО".
1995 - 2003 - заместитель Председателя Комитета по вопросам местного самоуправления.
С ноября 2000 года секретарь Объединения по идеологии.
В 2001 году Митрохин защитил диссертацию на тему "Политологический анализ процесса становления федеративных отношений в России", став кандидатом политических наук.
С 2004 года - Председатель Московского регионального отделения партии "Яблоко".
В 2004 году основал общественный комитет — "Комитет Защиты москвичей", став его председателем.

В 2005 году Митрохин победил на выборах в Московскую городскую думу (на них "Яблоко" и СПС выдвинули общий список кандидатов). Став руководителем фракции "Яблоко – Объединенные демократы", он также вошел в состав комиссий Мосгордумы по безопасности, по городскому хозяйству и жилищной политике, по государственному строительству и местному самоуправлению, по организации работы думы, по перспективному развитию и градостроительству, по экологической политике, а также стал членом бюджетно-финансовой комиссии.

В 2006 году Митрохина избрали председателем московского отделения партии "Яблоко". Вступая в должность, Митрохин перечислил задачи отделения: "обеспечить решающий вклад Москвы в победу "Яблока" на выборах в Государственную Думу", а также "добиться того, чтобы каждый член московского "Яблока" стал депутатом муниципального собрания".