D'abord figurant dans de nombreuses comédies hollywoodiennes du cinéma muet, Chuck Jones intègre le Chouinard Art Institute pour y apprendre le dessin. Dans les années trente, le destin lui sourit lorsque lui sont ouvertes en 1933 les portes des studios Leon Schlesinger, filiale des studios Warner Brothers consacrée au dessin animé.
Il côtoye alors les plus grands du cartoon (Tex Avery, Bob Clampett) et dessine plus de 300 films, dont la moitié des épisodes de Bugs Bunny (Hair-raising hare), le plus célèbre lapin du septième art. Mais Chuck Jones, qui dessine également le canard Daffy Duck (The Scarlet Pumpernickel), est également à l'origine de dessins animés issus de sa propre imagination : il créé ainsi en 1949 et l'épisode Fast and Furry-ous les fameuses aventures de Bip-Bip et le Coyote, dans lesquelles un malheureux coyote se fait sans cesse ridiculiser par l'oiseau moqueur qu'il poursuit sans relâche. On lui doit également le personnage de Pépé le putois, un putois français malheureux en amour...
En 1966, Chuck Jones produit, réalise et écrit le dessin animé Dr. Seuss' How the Grinch stole Christmas, conte de Noël très populaire qui, en 2000 et sous la direction de Ron Howard, est devenu Le Grinch sur grand écran.
Pour le cinéma, Chuck Jones agit en tant que directeur de l'animation sur la comédie Madame Doubtfire en 1993. Mais il travaille également sur des séquences de Gremlins 2 (il apparaît d'ailleurs brièvement dans Gremlins) et officie en tant que consultant pour l'animation de Qui veut la peau de Roger Rabbit ? et comme consultant créatif du 1941 de Steven Spielberg.
Lauréat d'une étoile sur le célèbre Walk of Fame d'Hollywood Boulevard en 1995, cette grande figure du cartoon s'est vue recompensée, entre autres, par deux Oscars. Le premier en 1965 pour la réalisation de The Dot and the Line (également Palme d'Or du Meilleur court métrage au Festival de Cannes en 1966), et un second d'honneur, en 1996, pour l'ensemble d'une prolifique carrière de plus de soixante ans entièrement dédiée au cinéma d'animation.