Urodził się w Ryan w stanie Oklahoma jako najstarszy z trzech synów Wilmy (z domu Scarberry) i Raya D. Norrisa (1918–1971), z zawodu mechanika, kierowcy autobusu i samochodu ciężarowego, który był żołnierzem United States Army podczas II wojny światowej. Jego ojciec był członkiem plemienia Indian Czirokezów, a jego matka była irlandzką baptystką Wychowywał się z dwoma młodszymi braćmi; Wielandem (1943–1970), który zginął podczas wojny w Wietnamie i Aaronem (ur. 1951), który został producentem filmowym .Korei, gdzie służył, poznał sporty walki, trenował m.in. tangsudo i taekwondo (niekiedy podaje się, że Norris był pierwszym człowiekiem Zachodu który uzyskał 8. dan w taekwondo, jednak nie odpowiada to prawdzie – kilka lat wcześniej czarny pas ósmego dana zdobyli Charles „Chuck” Sereff i Edward Sell). W obydwu tych dyscyplinach zdobył mistrzowskie czarne pasy.

W 1962 powrócił do USA, gdzie założył kilka szkół karate. Uczęszczały do nich znane osobistości, m.in. Steve McQueen, który zasugerował mu karierę filmową, ponadto Priscilla Presley i Michael Landon. Ludzie ci zostali później jego bliskimi przyjaciółmi. Obecnie jest posiadaczem czarnego pasa ze stopniem 9 dan.

Przyjaźnił się i trenował z Bruce’em Lee. Poznali się w 1968 po zdobyciu przez Norrisa mistrzostwa świata w karate, co zaowocowało angażem w „Drodze Smoka”. Trenował również z wieloma zawodnikami kickboxingu i karate takimi jak Joe Lewis i Bill Wallace.

W 1968 Norris został mistrzem świata w karate w wadze średniej. Rok później magazyn „Black Belt” przyznał mu tytuł Fighter of the Year („Wojownik roku”). Tytuł mistrza świata w karate utrzymał aż do 1974, kiedy to zakończył karierę sportową. Bazując na swoim doświadczeniu, stworzył własny styl walki Chun Kuk Do, który jest nauczany w jego dojo. Chuck Norris jest ponadto posiadaczem czarnego pasa w brazylijskim ju-jitsu, nadanego przez mistrza Carlosa Machado.