Nació en Lahore, entonces parte de la India; hoy Pakistán . Su tío C. V. Raman ganó el premio Nobel de Física en 1929. Después de realizar primeros estudios en su país natal viajó a Gran Bretaña y en la Universidad de Cambridge obtuvo el doctorado en 1933. A partir de 1936 vivió y trabajó en Estados Unidos, específicamente en la Universidad de Chicago. Falleció en Chicago.
Su biógrafo, el ingeniero químico Lluis Compte, opina: "Su aportación más conocida quizá sea el estudio de las estrellas denominadas ëenanas blancas, cuerpos celestes que se caracterizan por la desintegración de los átomos que los constituyen dando lugar a la llamada ëmateria degenerada, cuya densidad es enormemente superior a la densidad de la materia ordinaria. Chandrasekhar estableció el límite -que lleva su nombre, relativo a la masa máxima que puede alcanzar una estrella para convertirse en una "enana blanca". El límite de Chandrasekhar es aproximadamente 1,4 veces la masa del Sol. Todas las enanas blancas cuya masa es conocida se encuentran, en efecto, por debajo de este límite. Una estrella de masa superior a este límite no se contraerá hasta la magnitud de una enana blanca ya que el efecto gravitacional ocasionará un aumento de su energía cinética de modo que la estrella podrá estallar como supernova. El Sol, en cambio, no puede alcanzar el estadio de supernova.
Publicó
Introducción al estudio de la estructura estelar en 1939, Principios de dinámica estelar en 1942, Transferencia radiactiva en 1950 y La teoría matemática de los agujeros negros . Su último trabajo fue una traducción de la obra cumbre de Isaac Newton Los principios matemáticos de la filosofía natural, en el lenguaje de la matemática moderna. Con motivo de su muerte , el físico Hans Bethe, de la Universidad de Cornell, también ganador del premio Nobel, afirmó: "Chandra fue uno de los grandes astrofísicos de nuestra época. Demostró que las estrellas enanas blancas no pueden crecer más allá de una masa determinada".