Ծնվել է Ղրղզստանի Շեքրիր աուլում։ 1937-ին հայրը, որը ղեկավար պաշտոն էր զբաղեցնում, աքսորվեց, և Չինգիզը ստիպված էր տասը տարեկանից աշխատել։ 14 տարեկանում արդեն քարտուղար էր աշխատում գյուղխորհրդում (դա Հայրենական մեծ պատերազմի տարիներն էին, երբ տղամարդկանց մեծ մասը ռազմաճակատում էր)՝ լուծելով գյուղի ամենածանր խնդիրները։

Ութերորդ դասարանն ավարտելով՝ Չինգիզն ընդունվում է Ջամբուլի կենդանաբանական տեխնիկումը։ 1952 թվականին հրատարակում է առաջին պատմվածքները, որոնք գրված էին ղրղզերեն։ 1953 թվականին Ֆրունզեում ավարտում է Ղրղզստանի գյուղատնտեսական ինստիտուտը, իսկ 1958 թվականին գրականության բարձրագույն դասընթացներ է անցնում Մոսկվայի գրականության ինստիտուտում։ Նրա պատմվածքներն ու վիպակները թարգմանվում են ռուսերեն և տպագրվում «Օկտյաբր» և «Նովիյ միր» ամսագրերում։ Վերադառնալով հայրենիք՝ ստանձնում է «Գրական Ղրղզստան» ամսագրի խմբագրի պարտականությունները, այդ տարի հինգ տարի շարունակ լինում է նաև իր հանրապետությունում «Պրավդա»-ի սեփական թղթակիցը։

1963 թվականին տպագրվում է Այթմատովի առաջին ժողովածուն՝ երեք վիպակով։ Այս ժողովածուի համար Այթմատովն արժանանում է Լենինյան շքանշանի։

Մինչև 1965 թվականը Այթմատովը գրում է ղրղզերեն։ Ռուսերեն գրած առաջին վիպակը «Մնաս բարով, Գյուլսարի» վիպակն է։ Չինգիզ Այթմատովի առաջին վեպը՝ «Եվ դարից երկար ձգվում է օրը», հրատարակվել է 1980 թվականին, իսկ 1988 թվականին լույս է տեսնում նրա հանրահայտ «Կառափնարան» վեպը։

1988-1991 թվականներին եղել է «Иностранная литература» ամսագրի գլխավոր խմբագիրը։

1990-1994 թվականներին եղել է ԽՍՀՄ, այնուհետև՝ Ռուսաստանի դեսպանը Լյուքսենբուրգում։ 1994 թվականից մինչև 2008 թվականի մարտը եղել է Ղրղզստանի դեսպանը Բելգիայում, Նիդերլանդներում և Լյուքսենբուրգում։ Մահացել է Նյուրնբերգում։