Geboren in Anstruther (Schotland) 1780. Hij werd opgevoed in streng Calvinistischen geest.
Benevens theologie studeerde hij aan de academie natuurwetenschappen. In 1803 werd hij predikant in Kilmany..
In 1810 kwam hij door krankheid en allerlei smartelijke levenservaringen, alsmede door ernstige studie tot een andere levensbeschouwing, zoodat hij sinds dien met volle kracht zich begon te wijden aan echt Christelijken arbeid. In 1815 werd hij predikant te Glasgow en in 1823 werd hij professor in de ethiek in diezelfde plaats.
In 1828 werd hij professor in Edinburg.Als prediker was Chalmers bijzonder geliefd bij de ontwikkelden, hoewel hij toch ook het volk wel wist te trekken. Als herder heeft hij zich bijzonder toegelegd op de verzorging der armen, waarin hij als welonderlegd man in de nationaal-economische studiën tot leidsman kon dienen. Als wetenschappelijk schrijver is zijn beteekenis niet bijzonder groot geweest, maar hij oefende wel door zijn persoonlijk karakter grooten invloed uit op zijn studenten.
De grootste verdienste van Chalmers ligt in zijn arbeid tot stichting der Vrije Schotsche kerk. Oorspronkelijk was hij een ijverig verdediger van de staatskerk; maar, toen hij door zijn grooten invloed op de synode het recht van „veto” verkregen had tegenover het patronaatrecht, en deze zaak veel twist veroorzaakte en de rechtbank zelfs dikwerf dit veto-recht niet erkende, kwam het tot een breuk. In 1843 werd de Vrije Schotsche kerk gesticht. Chalmers was de ziel der beweging. Ruim 600 kerken gingen met de beweging mede. Een theologisch seminarium werd te Edinburg opgericht.
Spoedig daarna stierf de man, die in alles de leiding gehad had (Mei 1847). Chalmers heeft ook groote verdiensten gehad in betrekking tot de Evangelische Alliantie. Zijn werken werden in 25 deelen uitgegeven in 1849.