Учился в частной художественной школе М.Тенишевой у И.Репина (1895) и в Высшем художественном училище при Академии художеств у П.Ковалевского (1896-1904).Председатель Товарищества независимых (1910-1917). Член Общества им. А.Куинджи (с 1917) и Ассоциации художников Революционной России (с 1925). Преподавал в Пензенском художественном училище (1906-1909), Рисовальной школе ОПХ в Петербурге (1912-1918), Вхутемасе в Ленинграде (1920-1925), с 1921 – профессор.
Реалист по своей природе, он и в художественно-педагогической деятельности продолжал линию глубоко содержательного реалистического искусства. Воспитанный на идеях подвижничества, он примкнул к группе художников, которая в период поднимавшегося символизма, декадентства и формализма продолжала демократическую линию русского искусства. Начиная с дипломной работы «Торжество духа (Самосожжение раскольников)», он сосредоточил внимание прежде всего на жанрово-психологическом раскрытии народных образов. Его ранние жанровые картинки подсмотрены прямо «на улице», в них яркие типы, ярко выраженные мотивы социальной критики («Свидание на Мойке», «Улица», «В кабачке», «Городовые», «Разгон проституток»). Работы 1910—1914 Вахрамеев объединил в большие серии «Улица», «Белые ночи» и продолжал их пополнять до 1917 г.
Но главным в творчестве художника стали «злободневные жанры». Вахрамеев стал одним из первых художников, запечатлевшим события Октябрьской революции в рисунках, объединенных в серию «Сцены и типы 1917-1921 годов», включающую около 150 работ. В них изображен быт революционного Петрограда, живо и увлекательно, порой не без юмора, переданы характерные сцены и эпизоды из жизни взбудораженных улиц города. Серия имеет и немалую историческую ценность. Полностью она была показана на посмертной выставке художника в 1927 г.
Участник выставок с 1902 г. (АХ, „Новое общество художников“ и др.) Участвовал в росписи собора Александра Невского в Софии (1912, Болгария).
Работы художника хранятся в ГТГ, ГРМ, ГЭ, ГМИИ им. Пушкина, во многих региональных музеях, а также в частных коллекциях в России и за рубежом.