Christopher J. Cornell nació el 20 de julio de 1964 en los suburbios de Seattle. Creció en una familia con 6 hijos, y de chico desarrolló su gusto por la música, comenzando con lecciones de piano y escuchando a Lynyrd Skynyrd, The Beatles y Alice Cooper a los 7 años.
Pronto abandonó el piano y se compró una batería y se dedicaba a seguir temas de Rush y de Yes. A los 14 años sus padres se divorciaron y Chris abandonó la secundaria, tomando un trabajo de cocina.
Su primera banda, The Jones Street Band, hacía covers de Rush, AC-DC, Sex Pistols y The Ramones; y Chris era el vocalista.
En 1982 Chris se mudó de su casa y se unió a una banda llamada The Shemps, que había sido fundada por el compañero de cuarto de Kim Thayil, Matt Dentino. Un tiempo después Cornell se mudó con el bajista de la banda, Hiro Yamamoto. En 1984, luego de la separación de la banda, Chris y Hiro le propusieron a Kim formar una banda. Tomaron el nombre de Soundgarden, con Hiro en el bajo, Kim en la guitarra y Chris en la voz y batería.
En 1986 la banda incorporó como baterista a Scott Sundquist, quien fue rápidamente reemplazado por Matt Cameron. Chris volvió a mudarse, y comenzó a tomar clases de canto. La novia de Chris, Susan Silver (con quien se casó en septiembre de 1990) se convirtió en la manager de la banda.
Cornell se interesó en expandir su talento musical y comenzó a aprender guitarra y bajo, lo cual influyó mucho en la banda y en sus proyectos solistas, como la canción "Seasons" de la banda sonora de la película Singles (en la que Chris hace un pequeño papel) y en su más actual Euphoria Morning.
El 16 de Marzo de 1990 Andy Wood, amigo de Chris y vocalista de Mother Love Bone fallece y Chris graba un par de demos ("Reach Down" y "Say Hello 2 Heaven") en forma de tributo. Luego ese año esos temas fueron incluídos en el disco de Temple Of The Dog, un proyecto dedicado a Wood que incluye a Cornell en guitarra y voz, a Cameron en batería y a los ex miembros de Mother Love Bone, Jeff Ament en el bajo y Mike McCready y Stone Gossard en guitarras. Más tarde se unió al proyecto un surfer de San Diego llamado Eddie Vedder.
Luego de la grabación de este disco Cornell y Cameron siguieron con Soundgarden, mientras que el resto de los miembros de Temple Of The Dog formaron Pearl Jam.
Después de la disolución de Soundgarden, Cornell grabó un disco solista (Euphoria Morning), en el que es acompañado por la banda Eleven; y más tarde se unió a los ex-miembros de Rage Against The Machine en Audioslave.
A mediados de 2006, Cornell anunció que está trabajando en su segundo disco solista, en el que volverá a mostrar un lado más acústico; y que será lanzado al mercado luego de que "Revelations", el tercer disco de Audioslave, ya esté bien situado. Además, Chris participó con la canción "You Know My Name", para la banda sonora de la película "Casino Royale".
En febrero de 2007, a través de un comunicado de prensa, Cornell anunció su alejamiento de Audioslave debido a "conflictos personales irresolubles y diferencias musicales"; aunque algunas fuentes declararon que el problema era principalmente económico; por lo que en la actualidad se encuentra plenamente concentrado en su carrera solista.
En junio de 2007 Chris editó su segundo disco solista, Carry On, que entre sus 14 canciones incluye un cover de "Billie Jean", de Michael Jackson; además del tema "You Know My Name", que fue parte de la banda sonora del film Casino Royale.