Chantal Lauby commence sa carrière à la télévision comme présentatrice sur FR3, d'abord en Auvergne, puis sur la Côte d'Azur, en remplacement d'Evelyne Leclercq. Elle rejoint ensuite Radio France et FR3 Marseille.

En 1986, une cassette de Bzzz !, une émission composée de sketches et de clips qu'elle anime avec son complice Bruno Carette tombe entre les mains des deux dirigeants de Canal +, Alain De Greef et Albert Mathieu. Ces derniers, bluffés par son talent comique, l'embauche et celle-ci devient membre de la troupe des Nuls dès 1987. Entourée de Bruno Carette, Dominique Farrugia et Alain Chabat, elle anime diverses émissions - Objectif : Nul, Le J.T.N., T.V.N. 595, ABCD Nuls, Les Nuls, l'émission - qui font les beaux jours de la chaîne.

Hormis un minuscule rôle dans Ils sont grands, ces petits en 1979, Chantal Lauby fait véritablement ses débuts au cinéma dans La Cité de la peur d'Alain Berberian, qui renoue avec l'humour burlesque des productions Zucker. Elle apparaît ensuite sous forme de clin d'oeil dans les comédies de ses amis : Delphine 1 - Yvan 0 (1996) de Dominique Farrugia, Didier (1997) et Astérix et Obélix : mission Cléopâtre (2002) d'Alain Chabat.

Mais d'autres acteurs comiques s'intéressent à elle : Chantal Lauby entretient une liaison cachée avec Gérard Jugnot dans Meilleur espoir féminin (2000), et Pascal Légitimus l'imagine en femme flic dans Antilles sur Seine (id.). En 2002, elle décide d'écrire et de réaliser son premier long métrage, Laisse tes mains sur mes hanches, qu'elle interprète également. Elle y incarne une femme de quarante ans, qui, délaissée par sa fille, se met à profiter pleinement de la vie. Plus discrète à l'écran après ce galop d'essai, elle participe de manière amicale à la comédie punchy Casablanca driver (2004) de Maurice Barthélémy et au roman-photo Toi et moi (2006) de Julie Lopes-Curval.

En 2008, elle incarne l'horrible mère de Marilou Berry dans Vilaine, le film anti-thèse du Fabuleux Destin d'Amélie Poulain (2001), puis offre une prestation à contre emploi dans Le Thanato (2010) de Frédéric Cerulli. Son retour à la comédie au cinéma avec La Cage Dorée (2012) lui est bénéfique puisqu'elle remporte pour l'occasion le prix d'interprétation féminine du Festival International du film de comédie de l'Alpe d'Huez en 2013. La même année, on la retrouve à l'affiche de Grand Départ, la comédie de Nicolas Mercier portée par les très à la mode Pio Marmaï et Jérémie Elkaïm.

En 2014, Chantal Lauby prend part au carton Qu'est-ce qu'on a fait au Bon Dieu ? via le rôle de la femme de Christian Clavier. Le long métrage donne lieu à une suite en 2019, Qu'est-ce qu'on a encore fait au Bon Dieu ?, toujours réalisée par Philippe de Chauveron. En parallèle, la comédienne privilégie comme à son habitude la comédie, comme en témoignent ses apparitions plus ou moins importantes dans La Dream Team, Jour J, Photo de famille, Docteur ? et SOL. Elle débute 2022 avec Qu'est-ce qu'on a tous fait au Bon Dieu ?, troisième opus de la lucrative franchise comique centrée sur le choc des cultures.