Chandler est né à Chicago dans l'Illinois en 1888, mais a déménagé en Grande-Bretagne en 1895 lors du divorce de ses parents. Il est entré au Dulwich College en 1900 et fut naturalisé Anglais en 1907 pour pouvoir passer l'examen du service civil. Il réussit cet examen et travailla pendant un an pour l'Amirauté britannique. Il publia son premier poème à cette époque. Après avoir quitté le service civil, Chandler a travaillé comme pigiste et continué à écrire des poésies de style « romantique tardif ».
Chandler revint aux États-Unis en 1912 et se forma pour être comptable. En 1917, il s'engagea dans l'armée canadienne et combattit en France. Après l'armistice, il s'installa à Los Angeles et commença une liaison avec une femme plus âgée, Cissy Pascal, qu'il épousa par la suite. En 1932, Chandler était devenu vice-président du Dabney Oil Syndicate à Signal Hill en Californie mais il perdit ce travail lucratif pour alcoolisme.
Il apprit seul à écrire des pulps pour tenter de gagner sa vie par ses talents artistiques. Sa première histoire fut publiée dans Black Mask en 1933. Son premier roman The Big Sleep fut publié en 1939. À la suite du succès de ses romans, Chandler travailla comme scénariste pour Hollywood, notamment avec
Billy Wilder sur le roman de James M. Cain
Assurance sur la mort (Double Indemnity) (1944) et écrivant son seul scénario original :
Le Dahlia bleu (The Blue Dahlia) (1946). Lorsque Cissy mourut en 1954, Chandler recommença à boire, la qualité de son écriture s'en ressentit, et il tenta de se suicider en 1955. Il est mort d'une pneumonie en mars1959.