1988年にモデル活動を開始し、1997年にSBS『ニューヨーク・ストーリー』でテレビデビュー、『ホリデイ・イン・ソウル』で映画界デビュー。『リベラ・メ』(2000)の放火犯の役で注目を集め、コメディ映画『風林高(新羅の月夜)』(2001)では観客430万人を動員し、映画界での地位を確立。『ぼくらの落第先生(先生キム・ボンドゥ)』(2003)では田舎の学校に赴任した教師役を好演し、演技力を高く評価された。スリラー時代劇『血の涙』(2005)では、それまで演じてきたコミカルな役柄を封印し、好調な興行成績とともにチャ・スンウォンの名が広く知られるようになる。あふれる想い(息子)』に出演、父親としての経験を生かした演技を見せた。SBS『シティーホール』(2009)では政治家チョ・グク役を演じ、日本でも多くのファンを獲得した。同年、『雲を抜けた月のように』、『戦火の中へ(砲火の中へ)』に出演、テレビではSBS『アテナ』のソン・ヒョク役を演じた。2011年には、MBC『最高の愛』のトッコ・ジン役で一躍お茶の間の人気者となった。名ゼリフとともに大流行し、チャ・スンウォン自身もCM出演に引っ張りだことなり、数々の賞を受賞した。らとともに日本と韓国の舞台に立った。2014年には所属事務所をYGエンタテインメントに移し、SBS『君たちは包囲された』で、伝説の刑事ソ・パンソクを演じた。6月にはチャン・ジン監督との3作目となる『ハイヒール』に出演、強靭な肉体を持ちながらも、女性になりたい願望を心に秘めた刑事ユン・ジウク役を熱演し、トランスジェンダーという難しい役柄を見事に演じきった。『ハイヒール』は2016年4月、第8回ボーヌ国際スリラー映画祭で大賞と批評家賞をダブル受賞した。2015年1月から、バラエティー番組のtvN『三食ごはん漁村編』にレギュラー出演し、隠れた料理の才能を披露して視聴者を熱狂させた。番組は驚異的な視聴率を記録し、続編に続き、2016年7月からはシーズン3の『三食ごはん高敞(コチャン)編』に出演。2015年4月からMBC時代劇『華政(ファジョン)』で光海君(クァンヘグン)役を演じ、暴君と呼ばれた従来の光海像とは異なる、人間的なキャラクターの孤独な王を演じて注目を集めた。)』では国内を巡って地図を作ったキム・ジョンホを演じた。2017年12月から放送のtvN土日ドラマ『花遊記』に牛魔王ウ・フィ役として出演。切ない演技から抱腹絶倒のコミカル演技まで幅広い演技力が絶賛された。2018年5月公開の映画『毒戦(ドクジョン)』にも特別出演のブライアン役で出演した。2019年3月からは、バラエティー番組のtvN『スペイン下宿』にレギュラー出演。『三食ごはん漁村編』『三食ごはんコチャン編』に続き、スペインの巡礼道にある下宿で宿泊客のために食事を用意した。臨機応変な”チャシェフ”の台所の切り盛りぶりが話題となり、高視聴率を記録した。2019年9月公開の映画『元気を出して、ミスター・リー(原題)』では主役チョルス役を演じた。現在次回作の『シンクホール(仮題)』と『楽園の夜(仮題)』を撮影中。