Figlio degli attori Robert Pine e Gwynne Gilford, Chris Pine studia presso l'università della California a Berkeley. Debutta nel 2003 in un episodio di "E.R. - Medici in prima linea" e in "CSI: Miami". Nello stesso anno compare accanto a Simon Baker in un episodio della terza stagione di "The Guardian". Il primo ruolo importante arriva nel 2004 nella commedia PRINCIPE AZZURRO CERCASI con Anne Hathaway, mentre lavora ancora per la televisione partecipando a un episodio di "Six Feet Under" e "American Dreams". Nel 2006 è co-protagonista al fianco di Lindsay Lohan in BACIATI DALLA SFORTUNA. Nello stesso anno interpreta un ragazzo non vedente in APPUNTAMENTO AL BUIO ed ottiene un ruolo nel film di Joe Carnahan SMOKIN' ACES. Nel 2008 recita nel film BOTTLE SHOCK. Nel 2009 recita nel ruolo principale del capitano James T. Kirk in STAR TREK, undicesimo episodio della saga. A fine 2009 recita al fianco di Denzel Washington nel thriller d'azione UNSTOPPABLE - FUORI CONTROLLO. Torna al cinema nel 2012 con il film UNA SPIA NON BASTA con Tom Hardy e Reese Witherspoon. E nel 2013 torna a vestire i panni del capitano Kirk in INTO DARKNESS - STAR TREK. Nel 2014 Chris Pine è il nuovo Jack Ryan, il popolare analista della CIA nato dalla penna di Tom Clancy in JACK RYAN - L'INIZIAZIONE. Pine è il quarto attore a interpretare questo ruolo, prima di lui vi sono stati Alec Baldwin, Harrison Ford e Ben Affleck. Nello stesso anno entra nel cast del sequel di COME AMMAZZARE IL CAPO... E VIVERE FELICI. Compare nel video del singolo di Paul McCartney "Queenie Eye", uscito nell'ottobre 2013. Nel 2014 viene scelto come testimonial del profumo Armani Code.