Era figlio di Lebbeus e Mary Augusta Parkhurst. Frequentò la Englewood Academy[1].
Dopo la laurea, nel 1888, si unì allo staff dell'American Museum of Natural History come assistente di Joel Asaph Allen.
Nel 1901, fu nominato Curatore Associato di Mammiferi e Uccelli e, nel 1908, Curatore degli Uccelli.
Chapman fu l'ideatore del Christmas Bird Count, un censimento annuale delle specie di uccelli presenti a inizio inverno nel Nord America.
Scrisse molti libri relativi all'Ornitologia, come Bird Life, Birds of Eastern North America, Bird Studies With a Camera e Life in an Air Castle.
Oltre a numerosi articoli comparsi su giornali e riviste scientifiche quali il National Geographic Magazine, Chapman scrisse numerosi libri e rapporti, tra i quali si ricordano:
1895 – Handbook of Birds of Eastern North America
1898 – Bird-Life: A Guide to the Study of Our Common Birds
1900 – Bird Studies with a Camera
1901 - The revision of the genus Capromys
1903 – Color Key to North American Birds
1903 – The Economic Value of Birds to the State
1907 – The Warblers of North America
1908 – Camps and Cruises of an Ornithologist
1910 – The Birds of the Vicinity of New York City: A guide to the Local Collection
1915 – The Travels of Birds
1917 – The Distribution of Bird-life in Colombia
1919 – Our Winter Birds
1921 – The Habit Groups of North American Birds
1921 – The Distribution of Bird Life in the Urubamba Valley of Peru. A report of the birds collected by the Yale University - National Geographic Society's expedition
1926 – The Distribution of Bird-life in Ecuador
1929 – My Tropical Air Castle
1931 – The Upper Zonal Bird-Life of Mts Roraima and Duida
1933 – Autobiography of a Bird-Lover
1934 – What Bird is That?
1938 – Life in an Air Castle: Nature Studies in the Tropics
^Daniel Giraud Elliot Medal, su nasonline.org, National Academy of Sciences. URL consultato il 16 febbraio 2011 (archiviato dall'url originale il 29 dicembre 2010).