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. Также у него есть старшая сестра, Кэтрин (Кэти), которая тоже актриса. Интересно, что Роберт Пайн тоже имеет отношение к франшизе "Стар Трек" - он исполнил небольшую роль в одном из эпизодов сериала, а так же бок о бок работал с предшественником сына в роли Кирка - Уильямом Шетнером - на съемках фильма "Случай на темной улице" (Incident on a Dark Street).
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 его родословной есть русский еврей (дедушка по материнской линии), валлиец и англичанин.

О своей принадлежности к религиозным конфессиям он рассказал в интервью: «У меня определенно есть свое духовное мировоззрение… Я не религиозный человек, я скорее агностик. Чем более позитивно ты настроен, чем больше говоришь, что хочешь жить хорошо, тем крепче ты строишь для себя эту реальность, создаешь ту жизнь, которой хочешь. Если что-то идет не так, ты говоришь себе, что этому есть причина, чему я могу научиться из этого и как вырасти?».

Пайн учился в средней школе Оуквуда в долине Сан Фернандо и получил степень бакалавра по английскому языку и литературе в Калифорнийском университете Беркли в 2002 году. В это же время он изучал актерское мастерство в университете Лидса в Англии в течение года, а позже - в театре American Conservatory Theater в Сан-Франциско. Он мог бы стать студентом престижнейшего колледжа в Лондоне - Академии музыки и драматического искусства, но не сложилось. Причина банальна и звучит в контексте Голливуда довольно странно - деньги. Крис Пайн не смог позволить себе обучение в Академии из-за финансовых проблем.

Крис занимался пением в школе, но, по его словам, это никогда не было тем, чем он бы хотел заниматься профессионально. Но в колледже проснулась его страсть к театру, которая стала гармонично развившимся явлением. Сейчас он не может представить себя занимающимся чем-то другим, но он по-прежнему пишет и исполняет музыку в качестве хобби.

Пайн считает свою карьеру иллюстрацией функционирования удачи. "Два года после колледжа я принимал участие в театральном фестивале. После этого я был в Лос-Анджелесе и собирался ехать в Нью-Йорк. Я решил, что кинокарьера мне не удастся, поэтому я двигаюсь дальше. Я купил билет на самолет, нашел жилье в Нью-Йорке, собрал вещи и, конечно, вселенная дала понять, что мне не удастся уехать. Внезапно за неделю до отъезда я получил сразу три предложения ролей, и одно из них стало моим первым фильмом."

С середины 2012 года по апрель 2013 Крис встречался с моделью Доминик Пайк.

У Криса Пайна нет официальных аккаунтов ни в одной из социальных сетей, включая твиттер и фэйсбук.

Свою первую профессиональную роль Пайн получил в 2003 году в эпизоде сериала «Скорая помощь». В 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 принёс хорошие кассовые сборы. В 2005 году Крис Пайн появился в эпизоде сериала «Клиент всегда мёртв».

В начале 2006 года Пайн появился в телевизионном фильме «Капитуляция Дороти» с Дайен Китон. В том же году он сыграл Джейка Хардина в проекте «Поцелуй на удачу», романтической комедии, в которой он снялся вместе с Линдсей Лохан. Фильм был выпущен 12 мая 2006 года. В том же году Крис исполнил роль в комедии «Свидание вслепую» и в ленте Джо Карнахана «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» под руководством Джей-Джей Абрамса. Он 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 сыграл главную роль в фильме «Носители» (2009) и принял участие в озвучивании анимационного фильма «Квантовый квест: Космическая одиссея».

В 2007 Крис участвовал вместе со Скоттом Вулфом в лос-анджелесской постановке "Жирная свинья" ("Fat Pig") - провокационной пьесе Нила Лабьюта о романе между красивым парнем и полной девушкой. Пайн удостоился похвал критиков за свое исполнение роли Картера, волевого друга главного героя.

13 октября 2009 года в Paramount Pictures подтвердили, что Пайн рассматривается, как один из кандидатов на роль аналитика ЦРУ Джека Райана в экранизации романов Тома Клэнси. Чуть позже он был утвержден. Крис стал 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»). Фильм «Джек Райан» выйдет в 2013 году.

В 2010-ом Пайн принял участие в независимом проекте «Субботний вечер в небольшом городке» (2010), где он также получил возможность продемонстрировать свои музыкальные способности: в официальный саундтрек вошла записанная им песня "Someday Came Today".
На лето 2010-го пришелся и театральный период - участие в пьесе «Лейтенант с острова Инишмор» производства "Center Theatre Group's Los Angeles" принесло ему награду от критиков - "LA Drama Critics Circle Award".
В ноябре 2010 года вышел фильм "Неуправляемый", где он сыграл молодого машиниста поезда, который помогал ветерану-машинисту (Дензел Вашингтон) остановить неуправляемый поезд, груженый ядовитыми веществами. Сюжет основан на реальных событиях.
Крис Пайн пробовался на роль в фильме «Зелёный фонарь» (2011), но в итоге роль досталась Райану Рейнольдсу.

В 2011 актёр был занят в комедийном боевике «Значит, война» с Риз Уизерспун и Томом Харди в Ванкувере.
В 2011-ом году прошли съемки драмы "Люди как мы", в которой Крис сыграл одну из главных ролей вместе с Элизабет Бэнкс. Этот проект послужил воссоединением Пайна с одним из сценаристов и продюсеров "Звездного пути" Алексом Куртцманом, для которого это был режиссерский дебют.

За этим проектом последовало участие в анимационной ленте "Хранители снов", где голосом Криса заговорил главный герой - Джек Фрост. Помимо него в работе над мультфильмом приняли участие Алек Болдуин, Джуд Лоу, Хью Джекман и Айла Фишер. Релиз состоялся в 2012-ом году, когда Пайн был уже занят на съемках сиквела "Звездного пути", получившего в российском прокате название "Стартрек: Возмездие".
К уже полюбившемуся зрителям касту добавился звездный злодей Бенедикт Камбербэтч, известный по роли Шерлока Холмса в сериале ВВС. Премьера в России состоялась 16 мая 2013 года, кассовые сборы сиквела уже превысили аналогичный показатель первого фильма.

Ближайшим релизом в фильмографии Криса является триллер "Джек Райан", а тем временем актер уже занят на съемках фильма "Лимузин". Пайн снова работает с режиссером Джо Карнаханом, кроме него в проекте заняты Рэй Лиотта, Патрик Уилсон и Эд Хелмс.