Diplômé de l'école CalArts en 1984, Chris Sanders entre chez Walt Disney Feature Animation en 1987 après avoir développé plusieurs personnages de la série télévisée Les Muppet Babies. Développeur visuel sur Bernard et Bianca au pays des kangourous puis storyboardeur de plusieurs séquences de La Belle et la bête, le futur réalisateur occupe la fonction de chef décorateur sur Le Roi lion en 1994.

Il poursuit sa carrière dans la firme aux grandes oreilles en participant au scénario de Mulan (1998). Quatre ans plus tard sort Lilo & Stitch, sa première réalisation, qu'il partage avec Dean Deblois et pour laquelle il assure également la voix originale du protagoniste, l'extra-terrestre Stich.

Chris Sanders continue à doubler et scénariser Stitch dans des séries et courts métrages dérivés de Lilo & Stitch. A la fin des années 2000, il quitte Disney pour les studios DreamWorks, pour lesquels il réalise en 2010 le long métrage d'animation Dragons, de nouveau en tandem avec Dean Deblois. Le film trouve sans peine son public et se fait une jolie place au box office.

Fort de ce succès, Sanders revient trois ans plus tard avec un troisième film, le second produit par DreamWorks : Les Croods, narrant les péripéties d'une famille préhistorique, qu'il co-écrit et co-réalise cette fois avec Kirk DeMicco.