Невилл Чемберлен был сыном Дж. Чемберлена от второго брака и сводным младшим братом О. Чемберлена. Его готовили к карьере бизнесмена, отправив обучаться в привилегированную частную школу в Регби, а затем в Бирмингемский колледж.

С 1891 года Чемберлен управлял принадлежащей его отцу плантацией сизаля (сырья для канатного производства) на острове Андрос (Багамские острова), после этого два десятилетия был управляющим металлургическими заводами отца в Бирмингеме.

В 1915 году Чемберлен стал лордом-мэром Бирмингема, в 1916-17 гг. - генеральным директором Национальной службы в коалиционном правительстве Д. Ллойд Джорджа. В декабре 1918 года Чемберлен в первый раз был избран в парламент. В консервативных правительствах занимал министерские посты: генеральный почтмейстер (1922-23), генеральный казначей вооруженных сил (1923), министр здравоохранения (1923, 1924-29 и 1931), министр финансов (1923-24 и 1931-37), премьер-министр (1937-40).

Ключевой задачей внешней политики Великобритании во 2-й половине 1930-х годов было предупреждение фашистской военной угрозы. Но базировавшаяся на консервативных позициях политика Чемберлена была противоречивой.

Сначала Чемберлен поддержал экономические санкции против Италии, напавшей на Эфиопию (1935-36), однако потом первым выступил за их отмену. Уже будучи премьер-министром, 16 апреля 1938 года он официально признал «права» Италии на Эфиопию.

Чемберлен придерживался политики невмешательства в Гражданскую войну в Испании (1936-39), что способствовало успеху итало-германской интервенции в эту страну. Он также отвергал предложения Советского Союза по созданию системы коллективной безопасности в Европе, а также предложение президента США Ф. Д. Рузвельта созвать конференцию великих держав.

«Миротворческие» усилия Чемберлена привели к Мюнхенскому соглашению 1938 года - безнадежной попытке Англии и Франции удовлетворить территориальные притязания Германии за счет отторжения от Чехословакии Судетской области. Британский премьер рассматривал это соглашение как «почетный мир», однако спустя полгода Германия оккупировала всю Чехословакию.

1 сентября 1939 года германские войска вторглись в Польшу, что заставило Англию 3 сентября объявить войну Германии. Весь период «Странной войны» на Западном фронте по сути был рецидивом мюнхенской политики.

После неудачи в апреле 1940 года британской экспедиции в Норвегии  и активизации германских войск на Западном фронте в правительстве появилось большое количество недовольных этим курсом. 10 мая 1940 года на заседании британского парламента к Чемберлену и его сторонникам были обращены слова, когда-то произнесенные Оливером Кромвелем в обращении к Долгому парламенту: «Во имя Бога, уходите!», что значило политическую смерть Чемберлена.