Чулпан Хаматова родилась в Казани 1 октября 1975 года в семье инженеров. С детства увлекалась литературой. Из-за плохого здоровья часто попадала в больницу, где познакомилась с девушкой из толкиеновского движения и стала участницей толкиеновских походов и игр.

Училась в математической школе, после поступила в финансово – экономический Казанский институт, не окончив учебу, поступила в театральное, и далее в ГИТИС к Алексею Бородину. Выступала в разных театрах: Молодежном, Театре А.Чехова, Центральном детском театре.
На втором курсе выходит замуж за Ивана Волкова, начинает сниматься в фильмах.

Окончив ГИТИС в 1997 году, блестяще играет Анну Франк в выпускном спектакле «дневник Анны Франк». А через год получает роль Дуни Раскольниковой в «Преступлении и наказании». Позже ее пригласил работать Евгений Кузнецов в театр Современник. Большой успех ей приносит роль Риты в фильме «Страна глухих» В.Тодоровского.

В 2002 году рождается дочь Арина, но, несмотря на прекрасные отношения в семье, Чулпан разводится с мужем.

После небольшого перерыва, в 2005 году она снимается в фильме В.Сторожевой «Дайверы» в роли Мелины.

Вместе с актрисой Диной Корзун в 2005 году Чулпан организовала на сцене «Современника» благотворительный концерт «Подари мне жизнь», чтобы помочь детям с гематологическими заболеваниями.

В 2006 году Чулпан и Дина стали соучредителями благотворительного фонда «Подари Жизнь», помогающего детям, страдающим от онкологических и онкогематологических заболеваний.

На лето 2009 года фонд собрал и направил на лечение этих заболеваний более 500.000.000 рублей

В 2007 году в паре с фигуристом Романом Костомаровым участвовала и стала победительницей в проекте Первого канала «Ледниковый период».