Chiwetelu Umeadi Ejiofor nasce a Londra il 10 luglio del 1977 da genitori nigeriani, una farmacista e un medico. Il padre muore in un incidente d'auto e il piccolo Chiwetel resta ferito e ne riceve le cicatrici ancora visibili sulla fronte. Inizia a recitare a 13 anni a scuola e nelle produzioni del National Youth Theatre e si iscrive poi alla London Academy of Music and Arts. Quando ha solo 19 anni è l'occhio attento di Steven Spielberg a scoprirlo e a offirgli un ruolo in Amistad, prestigioso film del suo debutto. Nel 1995 interpreta Otello in due allestimenti teatrali. Seguono poi apparizioni cinematografiche e televisive, in Piccoli affari sporchi di Stephen Frears, che è il primo film che lo vede protagonista, e nella serie tv Trust. Nel 2000 viene premiato per le sue performance teatrali, tra le quali il ruolo di Romeo in Romeo e Giulietta. Nel 2003 è nel cast del grande successo Love, Actually e l'anno successivo sono tre i film in cui recita, tra cui Lei mi odia di Spike Lee e Melinda e Melinda di Woody Allen. Nello stesso periodo è attivissimo con grande successo in programmi radiofonici e a teatro.
Nel 2005 si fa apprezzare per il ruolo dell'antagonista in Serenity di Joss Whedon e sempre in America interpreta Doppia ipotesi per un delitto, per tornare in Inghilterra e lavorare in Kinky Boots dove canta e balla en travesti e per cui vince un meritato Golden Globe. Dopo l'action Inside Man, ancora diretto da Spike Lee, arriva il ruolo del rivoluzionario in I figli degli uomini di Alfonso Cuaròn. Nel 2007 è la volta di Parla con me (per cui vince l'Independent Spirit Award), mentre a teatro mette in scena Il gabbiano di Anton Cechov e riprende poi il ruolo di Otello (con Ewan McGregor nel ruolo di Iago e Kelly Reilly in quello di Desdemona) per cui vince il Laurence Olivier Award. Nel 2007 è in American Gangster e l'anno seguente viene nominato Officer of The Order of the British Empire. Nel disaster movie 2012 di Roland Emmerich è lo scienziato che scopre il pericolo di distruzione che minaccia la terra. Dopo le miniserie The Shadow Line e Dancing on the Edge, nel 2013 esce il film di Steve McQueen 12 anni schiavo, in cui interpreta il protagonista Solomon Northup, vince il BAFTA e viene candidato all'Oscar e al Golden Globe per la sua potente performance. Il 2015 è per lui un anno particolarmente proficuo con film come Z for Zacharias, Sopravvissuto - The Martian e Il segreto dei suoi occhi. Nel 2016 escono il serrato thriller Codice 999 che lo vede di nuovo in primo piano e il suo primo cinecomic, Doctor Strange, dove è il Barone Mordo.