A família de Gabrielle era muito numerosa: tinha quatro irmãos (dois meninos e duas meninas). O pai, Albert Chanel, era feirante e a mãe, Jeanne Devolle, era doméstica. Depois da morte precoce da mãe, que faleceu de tuberculose, o pai de Chanel ficou com a responsabilidade de tomar conta das crianças. Devido à profissão de seu pai, Coco e as irmãs foram educadas num colégio interno o Colégio Nossa Senhora da Misericórdia, enquanto que os irmãos foram trabalhar numa quinta.
Aos 18 anos ela encontrou sua prima, que com a mesma idade tinha a mesma ambição de fugir do internato. Com êxito em 1903 ela trabalhou como costureira em uma loja de enxovais. Acerca de 1907-1908, em uma noite quando sai com sua prima ela se põe a cantar e começa a sonhar com o music hall. Seu apelido deve-se à uma música que cantava com sua irmã, porque cantava "Quem viu Coco no Trocadero?" ("Qui qu'a vu Coco dans l'Trocadéro?").
Em 1903, com vinte anos, Gabrielle saiu do colégio e tentou procurar emprego na área do comércio e da dança (como bailarina) e também fez tentativas no teatro, onde raramente teve grandes papéis devido à sua estatura.
Com sua silhueta, ela atrai e passa a viver com Etienne Balsan (1880-1953), que foi um socialite e herdeiro de uma famosa fábrica de tecidos que na época fabricava o uniforme do exército. Ele era criador dos melhores cavalos da França, mas o romance só dura alguns meses, ao perceber que ele não a amava mais.
Por volta de 1910, na capital parisiense, Coco conheceu o grande amor da sua vida: o milionário inglês Arthur Capel. Capel ajudou-a a abrir a sua primeira loja de chapéus. A loja Chanel iria tornar-se num sucesso e apareceria nas revistas de moda mais famosas de Paris. Com este relacionamento, Chanel aprendeu a frequentar o meio sofisticado da Cidade Luz.
Capel meses mais tarde morreu num desastre de carro.
No início dos anos 20, Chanel conheceu e apaixonou-se por um príncipe russo pobre, Dmitri Pavlovich, que tinha fugido com a sua família da Rússia, então União Soviética. A sua relação com Paulovitch a fez desenhar roupas com bordados do folclore russo e, para isso, contratou 20 bordadeiras. Neste período, Chanel conheceu muitos artistas importantes, tais como Pablo Picasso, Luchino Visconti e Greta Garbo.
Sua roupas vestiram as grandes atrizes de Hollywood, e seu estilo ditava moda em todo o mundo. Além de confecções próprias, desenvolveu perfumes com sua marca. Os seus tailleurs são referência até hoje.
Em 1921, criou o perfume que a iria converter numa grande celebridade por todo mundo, o Chanel Nº 5. O nome referia-se ao seu algarismo da sorte. Depois deste perfume, veio o nº17, mas este não teve o mesmo êxito que o nº5.
Durante a Segunda Guerra Mundial, Chanel fechou a casa e envolveu-se romanticamente com um oficial alemão. Reabriu-a em 1954.
No final da guerra, os franceses conceituaram este romance mal e deixaram de frequentar a sua casa. Nesta década, Chanel teve portanto dificuldades financeiras. Para manter a casa aberta, Chanel começou a vender suas roupas para o outro lado do Atlântico, passando a residir na Suíça.
Devido à morte do ex-presidente norte-americano John Kennedy e à admiração da ex-primeira-dama Jackie Kennedy por Chanel, ela começou a aparecer nas revistas de moda com a criação dos seus tailleurs (casacos, fato e sapatos). Depois voltou a residir na França.
Faleceu no Hôtel Ritz Paris em 1971, onde viveu por anos. O seu funeral foi assistido por centenas de pessoas que levaram as suas roupas em sinal de homenagem.
O filme Coco antes de chanel retrata a biografia da estilista, com a também francesa Audrey Tautou representando-a.
