Николай Корнейчуков родился 19 (31) марта 1882 года в Санкт-Петербурге. Часто встречающаяся дата его рождения 1 апреля появилась в связи с ошибкой при переходе на новый стиль (прибавлено 13 дней, а не 12, как должно для XIX века).
Писатель долгие годы страдал от того, что был «незаконнорожденным»: его отцом был Эммануил Соломонович Левенсон, в семье которого жила прислугой мать Корнея Чуковского — полтавская крестьянка Екатерина Осиповна Корнейчукова из рода закрепощенных украинских казаков.
Родители Чуковского прожили вместе в Петербурге три года, у них была старшая дочь Мария (Маруся). Вскоре после рождения второго ребёнка, Николая, отец оставил свою незаконную семью и женился «на женщине своего круга», и мать переехала в Одессу. Там мальчик был отдан в гимназию, но в пятом классе его отчислили из-за низкого происхождения. Эти события он описал в автобиографической повести «Серебряный герб», где искренне показал несправедливость и социальное неравноправие общества эпохи заката Российской империи, с которой ему пришлось столкнуться в детстве.
По метрике у Николая и его сестры Марии, как незаконнорождённых, не было отчества; в других документах дореволюционного периода его отчество указывалось по-разному — «Васильевич» (в свидетельстве о браке и крещении сына Николая, впоследствии закрепилось в большинстве поздних биографий как часть «настоящего имени»; дано по крёстному отцу), «Степанович», «Эммануилович», «Мануилович», «Емельянович», сестра Маруся носила отчество «Эммануиловна» или «Мануиловна». С начала литературной деятельности Корнейчуков использовал псевдоним «Корней Чуковский», к которому позже присоединилось фиктивное отчество — «Иванович». После революции сочетание «Корней Иванович Чуковский» стало его настоящим именем, отчеством и фамилией.
Его дети — Николай, Лидия, Борис и умершая в детстве Мария (Мурочка), которой посвящены многие детские стихи отца — носили (по крайней мере, после революции) фамилию Чуковских и отчество Корнеевич/Корнеевна.
С 1901 года Чуковский начал писать статьи в «Одесских новостях». В литературу Чуковского ввёл его близкий гимназический друг, журналист В. Е. Жаботинский. Жаботинский также был поручителем жениха на свадьбе Чуковского и Марии Борисовны Гольдфельд.
Затем в 1903 году Чуковский был отправлен корреспондентом в Лондон, где основательно ознакомился с английской литературой.
Вернувшись в Россию во время революции 1905 года, Чуковский был захвачен революционными событиями, посетил броненосец «Потёмкин», начал издавать в Петербурге сатирический журнал «Сигнал». Среди авторов журнала были такие известные писатели как Куприн, Фёдор Сологуб и Тэффи. После четвёртого номера его арестовали за «оскорбление величества». Его защищал знаменитый адвокат Грузенберг, добившийся оправдания.
В 1906 году Корней Иванович приехал в финское местечко Куоккала (ныне Репино, Курортный район Санкт-Петербурга), где свёл близкое знакомство с художником Ильёй Репиным и писателем Короленко. Именно Чуковский убедил Репина серьёзно отнестись к своему писательству и подготовить книгу воспоминаний «Далёкое близкое». В Куоккале Чуковский прожил около 10 лет. От сочетания слов Чуковский и Куоккала образовано «Чукоккала» (придумано Репиным) — название рукописного юмористического альманаха, который Корней Иванович вёл до последних дней своей жизни.
В 1907 году Чуковский опубликовал переводы Уолта Уитмена. Книга стала популярной, что увеличило известность Чуковского в литературной среде. Чуковский стал влиятельным критиком, громил бульварную литературу (статьи о Лидии Чарской, Анастасии Вербицкой, «Нате Пинкертоне» и др.), остроумно защищал футуристов — как в статьях, так и в публичных лекциях — от нападок традиционной критики (познакомился в Куоккале с Маяковским и в дальнейшем с ним приятельствовал), хотя сами футуристы далеко не всегда ему за это благодарны; вырабатывал собственную узнаваемую манеру (реконструкция психологического облика писателя на основании многочисленных цитат из него).
В 1916 году Чуковский с делегацией Государственной думы вновь посетил Англию. В 1917 году вышла книга Паттерсона «С еврейским отрядом в Галлиполи» (о еврейском легионе в составе британской армии) под редакцией и с предисловием Чуковского.
После революции Чуковский продолжал заниматься критикой, издав две наиболее знаменитые свои книги о творчестве современников — «Книга об Александре Блоке» («Александр Блок как человек и поэт») и «Ахматова и Маяковский». Обстоятельства советского времени оказались неблагодарны для критической деятельности, и Чуковскому пришлось этот свой талант «зарыть в землю», о чём он впоследствии сожалел.
С 1917 года Чуковский засел за многолетний труд о Некрасове, его любимом поэте. Его стараниями вышло первое советское собрание стихотворений Некрасова. Чуковский закончил работу над ним только в 1926 году, переработав массу рукописей и снабдив тексты научными комментариями. Монография «Мастерство Некрасова», вышедшая в 1952 году, много раз переиздавалась, а в 1962 году Чуковский был удостоен за неё Ленинской премии. После 1917 года удалось опубликовать значительную часть стихов Некрасова, которые ранее были либо запрещены царской цензурой, либо на которые было наложено «вето» правообладателями. Примерно четверть известных в настоящее время стихотворных строк Некрасова была введена в оборот именно Корнеем Чуковским. Кроме того, в 1920-е годы им были обнаружены и изданы рукописи прозаических сочинений Некрасова («Жизнь и похождения Тихона Тросникова», «Тонкий человек» и других). По этому поводу в литературных кругах существовала даже легенда: литературовед и ещё один исследователь и биограф Некрасова В. Е. Евгеньев-Максимов, ревностно относившийся к деятельности «конкурента», каждый раз, встречая Чуковского, спрашивал его: «Ну что, Корней Иванович, сколько ещё строк Некрасова вы сегодня написали?».
Помимо Некрасова, Чуковский занимался биографией и творчеством ряда других писателей XIX века (Чехова, Достоевского, Слепцова), чему посвящена, в частности, его книга «Люди и книги шестидесятых годов», участвовал в подготовке текста и редактировании многих изданий. Самым близким себе по духу писателем Чуковский считал Чехова.
Увлечение детской словесностью, прославившее Чуковского, началось сравнительно поздно, когда он был уже знаменитым критиком. В 1916 году Чуковский составил сборник «Ёлка» и написал свою первую сказку «Крокодил».
В 1923 году вышли его знаменитые сказки «Мойдодыр» и «Тараканище».
В жизни Чуковского было ещё одно увлечение — изучение психики детей и того, как они овладевают речью. Он записал свои наблюдения за детьми, за их словесным творчеством в книге «От двух до пяти» (1933).
В среде партийных критиков и редакторов возник термин — «чуковщина». В декабре 1929 года в «Литературной газете» публикуется письмо Чуковского с отречением от сказок и обещанием создать сборник «Веселая колхозия». Чуковский тяжело переживал отречение и в итоге не сделал обещанного. 1930-е годы ознаменованы двумя личными трагедиями Чуковского: в 1931 году умерла после тяжёлой болезни его дочь Мурочка, а в 1938 году был расстрелян муж его дочери Лидии физик Матвей Бронштейн (о гибели зятя писатель узнал только после двух лет хлопот в инстанциях).
В 1930-е годы Чуковский много занимался теорией художественного перевода («Искусство перевода» 1936 года переиздали перед началом войны, в 1941 году, под названием «Высокое искусство») и собственно переводами на русский язык (М. Твен, О. Уайльд, Р. Киплинг и другие, в том числе в форме «пересказов» для детей).
Начинает писать мемуары, над которыми работал до конца жизни («Современники» в серии «ЖЗЛ»). Посмертно опубликованы «Дневники 1901—1969».
В 1960-е годы К. Чуковский затеял пересказ Библии для детей. К этому проекту он привлёк писателей и литераторов и тщательно редактировал их работу. Сам проект был очень трудным в связи с антирелигиозной позицией Советской власти. В частности, от Чуковского потребовали, чтобы слова «Бог» и «евреи» не упоминались в книге; силами литераторов для Бога был придуман псевдоним «Волшебник Яхве». Книга под названием «Вавилонская башня и другие древние легенды» была издана в издательстве «Детская литература» в 1968 году. Однако весь тираж был уничтожен властями. Первое книжное издание, доступное читателю, состоялось в 1990 году в издательстве "Карелия" с иллюстрациями Гюстава Доре. В 2001 году в издательствах «Росмэн» и «Стрекоза» книга стала выходить под названием «Вавилонская башня и другие библейские предания».
В последние годы Чуковский — всенародный любимец, лауреат ряда государственных премий и кавалер орденов, вместе с тем поддерживал контакты с диссидентами (Александр Солженицын, Иосиф Бродский, Литвиновы, видным правозащитником была также его дочь Лидия). На даче в Переделкино, где он постоянно жил последние годы, он устраивал встречи с окрестными детьми, беседовал с ними, читал стихи, приглашал на встречи известных людей, знаменитых летчиков, артистов, писателей, поэтов. Переделкинские дети, давно ставшие взрослыми, до сих пор вспоминают эти детские посиделки на даче Чуковского.
В 1966 году подписал письмо 25-ти деятелей культуры и науки генеральному секретарю ЦК КПСС Л. И. Брежневу против реабилитации Сталина.
Умер Корней Иванович 28 октября 1969 года от вирусного гепатита. На даче в Переделкино, где писатель прожил большую часть жизни, ныне действует его музей.
Из воспоминаний Ю. Г. Оксмана:
Похоронен на кладбище в Переделкино.
Чуковский был награждён орденом Ленина (1957), тремя орденами Трудового Красного Знамени, а также медалями. В 1962 году ему была присвоена в СССР Ленинская премия, а в Великобритании удостоен степени Доктора литературы Honoris causa Оксфордского университета.