Née dans la ville d’Enugu, elle grandit dans la ville universitaire de Nsukka au sud-est du Nigeria, où est implantée l’université du Nigeria à Nsukka (UNN, University of Nigeria, Nsukka) depuis 1960. Durant son enfance, son père enseignait à l’UNN comme professeur de statistiques, et sa mère était la responsable du bureau de la scolarité.
À l’âge de 19 ans, elle quitte le Nigeria pour les États-Unis. Après avoir étudié à la Drexel University de Philadelphie en Pennsylvanie, Chimamanda Ngozi Adichie opte pour l’Eastern Connecticut State University afin de vivre plus près de sa sœur, qui exerçait la médecine à Coventry (actuellement à Mansfield, CT). Elle poursuit là ses études en communication et en sciences politiques. En 2001, elle y décroche son diplôme universitaire avec la mention honorifique summa cum laude. Elle achève ensuite un master en création littéraire à l’université Johns Hopkins de Baltimore en 2003. Elle obtient un M.A. (maîtrise ès arts) d’Études africaines à l’université Yale en 2008. La même année, elle intervient comme "écrivain visiteur" à l’Université wesleyenne (Wesleyan University) de Middletown dans le Connecticut où elle participe à la collection Wesleyan's Distinguished Writers Series.
Son premier roman, L'Hibiscus pourpre (Purple Hibiscus), roman d'initiation où un frère et une sœur finissent par retrouver leur voix, publié en 2003 et loué par la critique, est proclamé Meilleur premier livre du prix littéraire Commonwealth Writers' Prize en 2005.
Son second roman, L’Autre Moitié du soleil (Half of a Yellow sun), paru en 2006, tire son nom du drapeau de l’éphémère nation du Biafra et se situe avant et durant la Guerre du Biafra où l'on suit la vie de deux sœurs qui sont séparées par cette guerre. Publié par Knopf/Anchor en 2006 (en France par Gallimard le {{Date}} pour sa traduction française), il est couronné par le prix Orange Prize for Fiction en 2007.
Chimamanda Ngozi Adichie se voit décerner le Prix MacArthur en 2008.
Son troisième ouvrage, le recueil de nouvelles The Thing Around Your Neck, paraît en avril 2009. En 2013 paraît son quatrième ouvrage, un roman intitulé Americanah; il suit le parcours d'une jeune femme nigériane émigrée aux États-Unis et d'un jeune homme émigré, lui, au Royaume-Uni. Le titre renvoie à la façon dont les Nigérians appellent les expatriés qui reviennent des États-Unis. Son adaptation au cinéma est prévue avec Lupita Nyong'o dans le rôle principal.
Elle intervient dans le dernier album de Beyoncé en 2013 sur le titre "Flawless" dans lequel une partie de son discours We should all be feminists (Nous devrions tous êtes des féministes, discours traduit en français sous le titre "Nous sommes tous des féministes"), qui a été prononcé pour une conférence TEDx en {{date}}), est « samplé ».
Elle avait donné un autre discours TED auparavant, discours mis en ligne en 2009 et intitulé "The danger of a single story" (Le danger d'une histoire unique), à propos des personnes et des pays.