Di origini italiane, Corea inizia a suonare negli anni sessanta con il trombettista Blue Mitchell, e con alcuni grandi della musica latino-americana come Willie Bobo e Mongo Santamaría. Il primo album che lo vede come leader è Tones For Joan's Bones, nel 1966 in quintetto con Woody Shaw alla tromba e Steve Swallow al contrabbasso. Due anni dopo pubblica Now He Sings, Now He Sobs, entrato nella leggenda del jazz, in cui suona con Roy Haynes alla batteria e Miroslav Vitous al contrabbasso.Verso la fine degli anni sessanta, si unisce al gruppo di Miles Davis e compare su album importanti, come In a Silent Way e Bitches Brew. Con questo gruppo sperimenta l'uso di strumenti elettronici, ed in particolare il Fender Rhodes.All'inizio degli anni settanta, Corea intraprende alcuni progetti come leader. Tra il 1970 e il 1971, è attivo nel gruppo Circle, un complesso avant-jazz in cui militano Anthony Braxton, Dave Holland e Barry Altschul. Nel 1971 fonda un'altra band, Return to Forever. Le prime incisioni dei Return to Forever hanno un suono brillante, caratterizzato dalla voce di Flora Purim, dal piano elettrico Fender Rhodes e dal flauto. Durante gli anni settanta, il gruppo si sposta su sonorità più vicine alla musica rock. Nel 1972 sposa la musicista Gayle Moran. Nel 1974 il chitarrista Al Di Meola entra a far parte della band, e Corea intensifica l'uso dei sintetizzatori, in particolare il Moog e il Minimoog. Nel 1975 l'album No Mystery con i Return to Forever vince il Grammy Award.Nel 1976 l'album The Leprechaun vince un Grammy Award ed un brano dell'album intitolato "Leprechaun's Dream" il Grammy Award for Best Instrumental Arrangement.Nel 1978 l'album Friends vince un Grammy Award.Verso la fine degli anni settanta, Corea inizia a collaborare con il vibrafonista Gary Burton, con il quale incide numerosi album. In particolare gli album Duet ed In Concert, Zürich, October 28, 1979 vincono il Grammy Award.Nel 1993 si aggiudica la Targa Tenco per la canzone Sicily, interpretata con Pino Daniele.È stato fondatore e membro dei gruppi Chick Corea Elektric Band, con i quali vince un Grammy Award con l'album Light Years, ed un Grammy Award con Chick Corea Akoustic Band. Da questi gruppi sono emersi sulla scena nuovi talenti, quali: John Patitucci, Dave Weckl, Eric Marienthal, Frank Gambale, Carlos Rios, Scott Henderson. Interessante anche il lavoro svolto con il progetto Touchstone e con musicisti come Avishai Cohen.Nel 1998 partecipa all'album Like Minds di Gary Burton con Pat Metheny, Roy Haynes e Dave Holland (bassista) che vince un Grammy Award.Nel 1999 l'album Now He Sings, Now He Sobs con Roy Haynes e Miroslav Vitous ha indotto il Grammy Hall of Fame.Uno dei suoi pezzi più famosi è Spain. L'album Corea.Concerto con la London Philharmonic Orchestra ha vinto il premio Grammy come miglior arrangiamento strumentale (per "Spain for Sextet and Orchestra") nel 2001. Ultimamente ha composto, insieme a Mark Mancina, la colonna sonora del film La musica nel cuore di Kirsten Sheridan.Nel 2004 il suo brano "Matrix" dell'album "Rendezvous in New York" vince un Grammy Award for Best jazz instrumental solo.Nel 2007 il suo album "The Ultimate Adventure" vince un Grammy Award ed il brano Three Ghouls dello stesso album ha vinto il premio Grammy come miglior arrangiamento strumentale. Sempre nel 2007 vinse anche un Latin Grammy Awards con l'album The Enchantment con Bela Fleck.Nel 2008 il suo album "The New Crystal Silence" con Gary Burton e la Sydney Symphony Orchestra vince un Grammy Award.Nel 2010 il suo album Five Peace Band con John McLaughlin, Kenny Garrett, Christian McBride e Vinnie Colaiuta vince un Grammy Award.Nel 2011 vince un Latin Grammy Awards con l'album Forever con Stanley Clarke e Lenny White.Nel 2012 il suo brano "500 Miles High", tratto dall'album Forever con Stanley Clarke e Lenny White vince un Grammy Award for Best improvised jazz solNel 2013 il suo brano "Hot House", tratto dall'album Hot House con Gary Burton vince un Grammy Award for Best improvised jazz solo.