De pequeño se trasladó con sus padres, de nacionalidad francesa, a la ciudad de Tours.

Estudió química en la Escuela Superior de Química, Física y Electrónica de Lyon, donde se graduó en 1954.

En 1960, se unió al Instituto Francés del Petróleo como ingeniero investigador en termodinámica y cinética aplicada.

En 2006, Chauvin fue director honorario de investigaciones en el Instituto Francés del Petróleo en Rueil-Malmaison, cerca de París, y miembro de la Academia de Ciencias Francesa.

Autor de muchas publicaciones en el campo de la síntesis orgánica, especialmente en metátesis, la oligomerización y la polimerización, compartió en 2005 el Premio Nobel de Química con Richard R. Schrock y Robert H. Grubbs por su trabajo a principios de los años 1970 sobre el desarrollo del método de metátesis olefínica en síntesis orgánica sobre los alquenos.