Nato nell'isola di Okinawa, in Giappone, Horner passa professionista nel 1996 con una squadra statunitense, la Nutra Fig-Colorado Cyclist: coglie ben 12 successi, ma tutti in corse statunitensi. I tre anni successivi alla Française des Jeux non sono soddisfacenti, così Horner torna negli Stati Uniti dove, cambiando tre team in quattro anni, ottiene altri 30 successi, tra cui quattro edizioni della Redlands Bicycle Classic.
La svolta per la sua carriera avviene sul finire del 2004, quando firma con la formazione spagnola Saunier Duval-Prodir: sin dalle prime corse Horner dimostra di poter competere anche con i ciclisti "europei", soprattutto in salita. Nelle stagioni successive, in cui veste anche le maglie di Davitamon/Predictor e Astana, offre le sue migliori prestazioni al Tour de Suisse e al Tour de Romandie, vincendo una tappa in entrambe le corse.
Dal 2010 al 2013 corre nel Team RadioShack (poi RadioShack-Leopard), sotto la direzione di Johan Bruyneel: nel 2010 vince la Vuelta al País Vasco, due anni dopo il Tour of California. Nel 2013, in modo completamente inaspettato, vince quindi due tappe e la classifica finale della prestigiosa Vuelta a España, diventando, all'età di quasi quarantadue anni, il più vecchio corridore capace di aggiudicarsi un grande Giro. Nel 2014 è sotto contratto con il team Lampre-Merida, nelle due stagioni successive con formazioni Continental statunitensi.
^ab(EN) Chris Horner Bio | Team RadioShack, su livestrong.com, www.livestrong.com. URL consultato il 22 giugno 2011 (archiviato dall'url originale il 21 giugno 2011).