Nascuta Chong Chen, la data de 26 aprilie 1961, in Shangai, China, intr-o familie de medici. Educatia o primeste in Shangai, la Academia de Film si Institutul de Limbi Straine. Este descoperita la o filmare cu un grup scolar, pentru un film de propaganda al guvernului. Mai tarziu avea sa fie denumita Elizabeth Taylor a Chinei. Performanta ei din Xiao hua (1980) a ajutat-o sa castige premiul de cea mai buna actrita a Chinei.
In 1981 pleaca in SUA pentru a studia medicina, inscriindu-se la State University of New York, apoi la California State University. Decide sa mearga mai departe cu o cariera de actrita.
Are aparitii in filme neinsemnate si in productii de televiziune. In 1986 este observata intr-o parcare de producatorul Dino De Laurentiis, o adevarata legenda la Hollywood, si este distribuita in Tai-Pan. Filmul a avut un mare succes, ducand la primirea unui nou rol, cel al imparatesei, in The Last Emperor. Filmul a avut aprecieri bune din partea criticilor. Acest rol si cel din serialul Twin Peaks, au fost cele mai cunoscute in cariera ei la Hollywood. In anul 1988 isi face debutul regizoral cu Xiu Xiu: The Sent Down Girl.
Castiga mai multe premii, printre care cele de la Cannes, cu prestatia din The Home Song Stories (2007), cele de la Golden Horse Awards, Asian Film Awards, pentru cea mai buna actrita in rol secundar (2008), Paris Film Festival-1999, Torino International Film-2007.
In 1985 se casatoreste cu Jim Lau, de care divorteaza in 1990. Din 1992 si pana in prezent este casatorita cu Peter Hui, cu care are doi copii.
Este aleasa de revista People una dintre cele mai frumoase 50 de femei din lume, in 1992.
Din anul 1989 este cetatean american. Intre 2007 si 2009 participa la cateva proiecte in Asia, dupa care a revenit in USA, pentru un rol secundar, intr-o productie americana.
Ea este cunoscută și pentru rolurile sale principale din Heaven & Earth (1993), Golden Gate (1994), Red Rose White Rose (1994, a câștigat un Golden Horse Award și un Hong Kong Film Critics Society Award pentru interpretarea ei), Saving Face (2004), On Deadly Ground (1994), Sunflower (2005), The Home Song Stories (2007, a primit Premiul Australian Film Institute pentru cea mai bună actriță și premiul Golden Horse pentru cea mai bună actriță în rol principal), pentru rolurile secundare din Lust, Caution (2007), The Sun Also Rises (2007, a primit premiul de film asiatic pentru cea mai bună actriță în rol secundar), Shi Qi (2008), Tonight at Noon (2009), Ultimul dansator al lui Mao (2009), Journey to the West (2010, rolul zeiței Guan Yin), Love in Disguise (2010), Color Me Love, Kiss, His First, Relative Insanity, Tigertail (2020), Dìdi (2020, a fost nominalizată la Independent Spirit Award pentru cea mai bună interpretare în rol secundar). În 1996, ea a fost membră a juriului la cel de-al 46-lea Festival Internațional de Film de la Berlin. De asemenea, a regizat lungmetrajele Xiu Xiu: The Sent Down Girl (1998), Autumn in New York (2000), English (2018), Hero (2022). La televiziune, a apărut în serialul chinezesc Newcomers to the Middle-Aged (2009), în episodul Immortality din serialul Fringe (2011), a jucat-o pe Madame Chiang Kai-shek în filmul Hemingway & Gellhorn (2012), pe Yuan Chabi în serialul Marco Polo (2014–2016) și pe Lu Mei în serialul A Murder at the End of the World (2023). A apărut în mai multe episoade din drama de televiziune chineză din 2018 Ruyi's Royal Love in the Palace în rolul lui Ula Nara Yixiu (împărăteasa Xiaojingxian). În 2014, Chen a fost membră a juriului la cea de-a 71-a ediție a Festivalului Internațional de Film de la Veneția. În același an, Chen a prezidat juriul la cea de-a 51-a ediție a premiilor Golden Horse. În plan personal, Chen a fost căsătorită cu actorul Jim „Jimmy” Lau, din 1985 până în 1990. Ea este soția cardiologului Peter Hui, din 1992 și în prezent. Au două fiice și locuiesc în San Francisco, California.
