Один из основателей, наряду с Д. Хэмметом и Д. М. Кейном, жанра «крутого детектива». На его сюжеты или по его сценарию снято несколько эталонных фильмов нуар («Глубокий сон», «Двойная страховка» — по роману Кейна). Главный герой многих романов Чандлера — калифорнийский частный детектив Филип Марлоу.

Чандлер родился в Чикаго в 1888, но переехал в Англию в 1895 со своей матерью-ирландкой после того, как она рассталась с мужем, инженером-алкоголиком из американской железнодорожной компании. В 1907 он принимает английское гражданство для того, чтобы поступить на государственную службу. Вскоре после этого он поступает на работу в Британское Адмиралтейство. Однако ему не нравится профессия госслужащего, Чандлер увольняется и работает журналистом в газетах «Daily Express» и «Western Gazette». Он не добивается особого успеха ни как журналист, ни как поэт (Чандлер в то время пробовал себя в романтической поэзии).

В 1912 Чандлер возвращается в США, в Лос-Анджелес. Он не может найти постоянной работы и перебивается временными заработками — собирает фрукты, изготавливает теннисные ракетки и т. п. Ему приходится экономить на всём, и он ведёт уединённый образ жизни. В конце концов, он заканчивает бухгалтерские курсы и находит постоянную работу. В 1917 США вступают в Первую Мировую Войну, Чандлер присоединяется к Канадским вооруженным силам, участвует в сражениях во Франции. В конце войны он переводится в Королевские военно-воздушные силы Великобритании.
После окончания войны Чандлер возвращается в Лос-Анджелес, где у него вскоре завязывается роман с Сисси Паскаль, замужней женщиной, которая старше его на 18 лет. Сисси разводится со своим мужем в 1920, но мать Чандлера не одобряет эту связь и не даёт разрешения на брак. Однако 26 сентября 1923 года она умирает, и Чандлер 6 февраля 1924 женится на Сисси. Он работает бухгалтером в нефтяной компании «Dabney Oil», и даже становится вице-президентом в 1932, но уже через год его увольняют за алкоголизм, прогулы и угрозы самоубийства.

Для того чтобы как-то зарабатывать на жизнь, Чандлер вновь берётся за перо — но пишет уже не поэзию, а детективные рассказы для дешёвых журналов. Первый рассказ, «Шантажисты не стреляют», опубликован в журнале «Чёрная маска» в 1933; первый роман, «Большой сон», увидел свет в 1939. После этого выходят романы «Прощай, любимая» (1940), «Высокое окно» (1942), «Девушка в озере» (1943). На волне успеха Чандлера приглашают сценаристом в Голливуд, где он в соавторстве с Билли Уайлдером создаёт сценарий для фильма «Двойная страховка» (1944). Позже он, уже самостоятельно, пишет сценарий для фильма «Синий георгин» (1946). Чандлер также принимал участие в создании сценария к фильму «Незнакомцы в поезде» (1951) Альфреда Хичкока.

В 1954 умирает Сисси Чандлер. Во время болезни, предшествующей её смерти, Чандлер пишет роман «Долгое прощание» (1954). Последовавшее за смертью жены одиночество приводит его к клинической депрессии, он снова начинает сильно пить, что сказывается на качестве его произведений. В 1955 он предпринимает попытку самоубийства. В 1956 он вновь берёт гражданство США, после чего едет путешествовать в Европу. Вернувшись домой, в 1959 он заболевает пневмонией и умирает в госпитале. Похоронен на кладбище Сан-Диего.

Несмотря на то, что автора знают прежде всего как одного из наиболее известных классиков детективного жанра — к фантастическому жанру относятся несколько его произведений.
Это, прежде всего — рассказ «The Bronze Door», в ноябре 1939 года опубликованный в журнале «Unknown» и позднее перепечатывашийся в журнале «The Magazine of Fantasy and Science Fiction» и антологиях Альфреда Хичкока — ироничная история о волшебной двери, дающей могущество и меняющей жизнь, но через которую уже не вернуться. А также новелла «Professor Bingo's Snuff» (мистический детектив с «убийством в запертой комнате», с сюжетом вокруг загадочного порошка невидимости), вышедшая в летнем номере журнала «Fantastic» за 1952 год (впервые опубликованная годом ранее — «Park East», июнь-август 1951).
Также в контексте фантастики вероятно может быть рассмотрена и «готическая драма» Чандлера «English Summer», вышедшая лишь спустя много лет после его смерти.
Помимо этого — известно, что в конце 30-х годов у автора сложился замысел сборника из 6-7 мистико-фэнтезийных рассказов, который ему к сожалению осуществить и претворить в жизнь по большей части не удалось. Идеи были отложены и забыты, так как издательства не проявили к ним особого интереса. Черновиков по всей видимости не было, а идеи и сюжеты были похоже только в воображении писателя, и частично остались в его дневниках, заметках и письмах. С уверенностью можно сказать, что из них была написана и вышла в итоге одна история — уже упомянутая «The Bronze Door». А от остальных известны лишь названия и краткие авторские пояснения для некоторых из них — «The Edge of the West», «Grandma's Boy», «The Disappearing Duke», «The Four Gods of Bloon», «The Rubies of Marmelon». Сборник имел рабочие названия «Seven from the Stars» и «Seven Tales from Nowhere».