Urodził się w Seattle, w stanie Waszyngton. Najbardziej znany jako wokalista zespołu Soundgarden, którego był członkiem od 1984 do 1997. W latach 2001-2006 wokalista grupy Audioslave, wraz z 3/4 byłego składu Rage Against the Machine. Po rozwiązaniu Soundgarden, a jeszcze przed przyłączeniem się do Audioslave, współpracował przez chwilę z Alainem Johannesem oraz Natashą Shneider z zespołu Eleven. Zespół ten wraz z Chrisem wydał solowy album Euphoria Morning. Będąc jeszcze w Soundgarden, nagrał płytę z członkami zespołu Mother Love Bone (którzy później założyli Pearl Jam). Projekt nosił nazwę Temple of the Dog. Płyta była hołdem dla jego zmarłego przyjaciela, Andrew Wooda (wokalisty Mother Love Bone). Chris Cornell skomponował i wykonał utwór do filmu Casino Royale, "You Know My Name". W 2006 roku wydał album "Unplugged In Sweden" na którym zagrał piosenki m.in Audioslave, Temple Of The Dog, Soundgarden czy Led Zeppelin. W 2007 roku wydał płytę "Carry On" na której znalazł się m.in. cover "Billie Jean" Michael'a Jacksona. W 1990 poślubił Susan Silver, menedżera Soundgarden. W 2000 roku urodziła mu się córka, Lillian. W 2003 roku rozwiódł się z Silver i ożenił się ponownie, po czym rok później urodziła mu się druga córka - Toni. Przez wiele lat Chris Cornell zmagał się z depresją. 18 maja 2017 roku po występie z zespołem Soundgarden w Fox Theatre popełnił samobójstwo przez powieszenie w hotelowym pokoju w Detroit w stanie Michigan.