Кристофер Пайн родился в Лос-Анджелесе, штат Калифорния. Его отец, Роберт Пайн играл сержанта Джозефа Гетреера в сериале «Калифорнийский дорожный патруль», а его мать, Гвинн Гилфорд, бывшая актриса, в настоящее время практикующий психотерапевт. Так же у него есть старшая сестра, Кейтлин. Его бабушка по материнской линии, Анна Гвинн (урожденная Маргарита Гвинн Трайс), была актрисой в Голливуде, а его дед по материнской линии, Макс М. Гилфорд (урожденный Макс Гольдфарб) — адвокат, избранный президент Ассоциации юристов Голливуда. В Крисе течет валлийская и еврейская кровь со стороны матери. Об этом он заявил в интервью: «У меня определенно есть свое духовное мировоззрение … Я не религиозный парень, я, наверное, агностик».
Пайн учился в средней школе Оуквуда и получил степень бакалавра в области английского языка Калифорнийском университете в Беркли в 2002 году. Он также изучал английский язык в университете Лидса в Англии в течение года.
Свою первую профессиональную роль Пайн получил в 2003 эпизоде сериала «Скорая помощь (телесериал)»; том же году он появился в эпизодах сериала «Защитник» и «C.S.I.: Место преступления Майами» . В 2004 году он появился в фильме «Дневники принцессы 2: Как стать королевой», где сыграл возлюбленного персонажа Энн Хэтэуэй, Николаса Деверо. Фильм был был выпущен в августе того же года и собрал большие кассовые сборы. В 2005 году Пайн появился в эпизоде сериала «Клиент всегда мёртв».
Пайн появился в телевизионном фильме «Surrender Dorothy» в начале 2006 года. В том же году он сыграл Джейка Хардин в американском фильме «Поцелуй на удачу», романтической комедии, в которой он снялся вместе с Линдсей Лохан, которая играет Эшли Олбрайт. Фильм был выпущен 12 мая 2006 года. В том же году, Крис исполнил роль в комедии «Свидание вслепую» и в боевике «Козырные тузы».
В 2007 году Пайн отказался от роли в экранизации книги Джеймса Эллроя «Белый джаз», чтобы начать работу над ролью Джеймса Тиберия Кирка в фильме «Звёздный путь», который был выпущен в мае 2009 года и получил высокие отзывы критиков. В том же месяце он появился на шоу «Saturday Night Live», вместе с партнерами по фильму «Звёздный путь» — Закари Куинто и Леонардом Нимоем. Также Крис Пайн появился в фильмах «Носители» (2009), в мультфильме «Квантовый квест: Космическая одиссея» как актер озвучания, в независимом фильме «Субботняя ночь маленького города» (2010), принимал участие в съемках черной комедии «Лейтенант с острова Инишмор» (2010), появился на на MTV VMAs 12 сентября 2010 года.
По слухам, Пайну предлагали роль в фильме «Зелёный фонарь» (2011), но в итоге роль досталась Райану Рейнольдсу.
Осенью 2009 года Пайн снялся в фильме «Неуправляемый» (2010), который был выпущен в ноябре 2010 года. В фильме он играл молодого машиниста поезда, который помогал ветерану-инженеру железной дороги (Дензел Вашингтон) остановить перевозчиков токсичных отходов и ядов, чтобы отравить город.
Пайн занят на съемках в комедийном боевике «Это значит война» с Риз Уизерспун и Томом Харди в Ванкувере. Также он будет играть одну из главных ролей вместе с Элизабет Бэнкс в семейной драме «Добро пожаловать Люди», съемки которой начнутся в начале 2011 года.
В 2009 году Пайн вел переговоры с режиссером Джей Ди Карусо на предмет съемки в фильме «Искусство делать деньги». 13 октября 2009 года Paramount Pictures подтвердила, что Пайн ведет переговоры, чтобы сыиграть аналитика ЦРУ Джека Райана в экранизации романов Тома Клэнси. Он будет четвёртым актером, сыгравшим Джека Райана, после Алека Болдуина (Охота за «Красным октябрём»), Харрисона Форда («Игры патриотов» и «Прямая и явная угроза») и Бена Аффлека («Цена страха»).