Né à Paris, le 4 décembre 1595.
Conseiller de Louis XIII en ses conseils, précepteur des enfants, puis administrateur des biens du marquis de Latrousse, chez qui il demeura dix-sept ans. Son âge et ses infirmités lui firent refuser la place de précepteur du Dauphin. Il fut en grande faveur auprès de Richelieu et de Mazarin, pensionné par le duc de Longueville, puis par Louis XIV.
L’un des amis de Conrart et disciple de Malherbe, habitué de l’hôtel de Rambouillet et du salon Scudéry.
« Toute la cour, toute la France fut entraînée par de tels suffrages en faveur de Chapelain. Tous les beaux esprits, Balzac à leur tête, le reconnurent pour leur juge. » (d’Olivet). Un contemporain a dit qu’il avait succédé à Malherbe et s’était rendu l’arbitre de la langue française. Il a été l’ami et le confident de tous les savants de son temps, mais il fut une des cibles sur lesquelles Boileau exerça sa verve satirique ; « l’ambition ne l’a point tenté, les faveurs des grands ne l’ont pas ébloui, la satire même ne l’a point aigri » (d’Olivet). Paulin Paris s’est demandé si ce n’est Chapelain qui a servi de modèle à Molière pour Philinte, comme Montausier pour Alceste.
Son rôle à l’Académie fut très important ; il rédigea le plan de ses travaux et celui du Dictionnaire, participa à la rédaction des statuts ; Les Sentiments de l’Académie sur le Cid furent son œuvre ; il fut délégué auprès de Séguier pour lui offrir le Protectorat. Ce fut lui qui, dans une conférence devant Richelieu sur les pièces de théâtre, posa la règle des trois unités de temps, de lieu et d’action. Colbert lui demanda, en 1662, une liste raisonnée des savants français et étrangers susceptibles de recevoir des gratifications de Louis XIV. Chapelain dressa cette liste avec une grande impartialité et un esprit critique très éclairé ; il y eut soixante savants gratifiés par le roi, dont quinze étrangers et quarante-cinq français, sur lesquels vingt-deux ont appartenu à l’Académie française : d’Ablancourt, Bourzeys, Cl. Boyer, Cassagnes, Chapelain, Charpentier, Corneille, Cotin, Desmarets, Fléchier, Gombauld, Gomberville, Huet, La Chambre, Leclerc, Mézeray, Perrault, Quinault, Racine, Ségrais, Silhon.
Il connaissait le latin, l’italien et l’espagnol ; sa première publication fut la préface d’Adone du poète italien Marini : sa première œuvre poétique fut La Pucelle poème en vingt-quatre chants, dont douze seulement furent imprimés, qui contient quelques beaux vers mais dont l’insuccès fit perdre à Chapelain presque tout son prestige.
Il prononça le quatorzième discours : Contre l’Amour, et laissa des lettres manuscrites, intéressantes pour l’histoire littéraire de son temps. Il fit l’épitaphe de Philippe Habert.
Les premiers académiciens se réunirent quelquefois chez lui ; il fut l’un des quatre premiers membres de l’Académie des Médailles (des Inscriptions). Dans la querelle des anciens et des modernes, il fut du parti de ces derniers. Il reçut Perrault le 23 janvier 1671, et on lui attribua la rédaction du compliment de réception de Colbert. Voir La Bretagne à l’Académie française du XVIIe siècle par R. Kerviler.
Mort le 22 février 1674.