Las primeras relaciones entre ambos territorios bajo sus denominaciones actuales comenzaron a partir del siglo XVII mientras Brasil era una colonia del Imperio portugués, en tanto Chile era una Capitanía General del Imperio español, no obstante y debido a pugnas entre sus respectivos colonialistas europeos, siempre hubo un distanciamiento mientras permanecieron bajo soberanía ibérica.

Durante la Guerra del Pacífico, pese a que Brasil se mantuvo neutral, el gobierno brasileño a través de su diplomacia, apoyó discretamente al gobierno chileno como parte de la intervención extranjera en el conflicto.

Chile y Brasil han actuado en conjunto en numerosas oportunidades como mediadores en conflictos internacionales, como para la ocupación estadounidense de Veracruz en 1914, un incidente que involucró a México y Estados Unidos, para solucionar esta situación, los gobiernos chileno y brasileño mediaron como miembros del Pacto ABC, evitando una guerra entre esas dos naciones.

En 1996, Chile se suscribió como miembro asociado al Mercosur, lo que permitió una serie de acuerdos y tratados bilaterales entre Brasil y Chile en el marco económico dentro del bloque regional, entre el que destaca inicialmente la firma del Acuerdo de Complementación Económica Chile-Mercosur, que entró en vigor a partir del 1 de octubre de ese mismo año y se encuentra en plena vigencia.

[4]​ En 2023, el intercambio comercial entre ambos países ascendió a los 13 050 millones de dólares estadounidenses, lo que supuso un 5,3% de crecimiento promedio anual en los últimos cinco años.