Evans nació en Sudbury, Massachusetts, hijo de Lisa (de soltera Capuano), una bailarina, y Bob Evans, un dentista. Es el sobrino del congresista de los Estados Unidos Mike Capuano, que es el hermano de su madre.Tiene dos hermanas, Carly y Shanna, y un hermano menor, Scott, que apareció en la telenovela de ABC, One Life to Live. Evans es descendiente italiano (de su abuelo materno) e irlandés, y fue criado como católico. Se graduó de la secundaria Lincoln-Sudbury Regional en 1999 y había planeado asistir a la Universidad de Nueva York después de graduarse de la secundaria.

Después de completar su tercer año en la secundaria, Evans viajó a Brooklyn donde fue pasante en una agencia de casting y tomó un programa de verano de actuación. Ese mismo verano, conoció a un agente que lo ayudó a comenzar su carrera de actuación después de completar la secundaria. Evans tuvo papeles pequeños en series de televisión como Boston Public y The Fugitive y un papel en la serie Opposite Sex antes de tener su primer papel notable como Jake Wyler en la película Not Another Teen Movie.

Después de filmar Not Another Teen Movie, Evans obtuvo otros papeles principales en The Perfect Score y Cellular. También protagonizó en varias películas independientes en Chicago con el productor ejecutivo David Johnson, donde la audiencia va a ver otro lado de Evans. En Fierce People, interpretó a Bruce. En London, Evans interpretó a un adicto a las drogas con problemas de relación. Luego, fue elegido para interpretar a la Antorcha humana en la película de 2005 Los 4 Fantásticos. Fue nombrado 'Superestrella Masculina del Mañana' en los premios Young Hollywood en 2005. Evans volvió a interpretar el papel de Johnny Storm/Antorcha Humana en la secuela Fantastic Four: Rise of the Silver Surfer en 2007. Ese año, también interpretó a un ingeniero convertido en astronauta llamado Mace en la película de Danny Boy Sunshine, que atrajo la atención de directores como un talento serio.

En 2008, Evans apareció en Street Kings, co-protagonizada con Keanu Reeves y The Loss of a Teardrop Diamon, co-protagonizada por Bryce Dallas Howardy Ellen Burstyn. Esta última está basada en la obra creada por Tennessee Williams. Evans también apareció en el thriller de ciencia ficción de 2009 Push junto a Dakota Fanningy Camilla Belle

Evans actuó sus propias escenas de pelea, que tomó semanas en filmar, y fue herido durante la filmación.Evans apareció en un artículo en The Advocate por su papel en Push.En 2009, Evans fue clasificado número 474 en Forbes, basado en el rendimiento global de taquilla de sus películas anteriores.

En 2010, filmó Puncture en Houston, Texas. Dirigida por Mark y Adam Kassen. También en 2010, Evans apareció en The Losers, una adaptación de Vertigo y DC Comics del mismo nombre.Evans apareció en otra adaptación de cómic, Scott Pilgrim vs. The World, donde interpretó a Lucas Lee. Evans desempeña el personaje del cómic de Marvel Capitán América en la película Captain America: The First Avenger, The Avengers y se menciona para al menos dos secuelas de Capitán América.Actualmente está filmando What's Your Number?, una novela cómica protagonizada por Anna Farisen su natal Boston.

Apareció con ella en la película de 2004 Cellular y de nuevo en la película de 2005 London. Terminaron en junio de 2006. Posteriormente estuvo con Katya Wyller. Tras ella se le ha relacionado con Vida Guerra Actualmente, se le relaciona con la actriz Ashley Greene El hermano de Chris, el también actor Scott Evans, es gay, y Chris expresó su apoyo por su hermano y la comunidad gay en una entrevista del 2009 con The Advocate.