Gaston Chaissac naît le 13 août 1910 à Avallon (Yonne). Dernier né d’une famille de quatre enfants et de santé fragile, il a une enfance solitaire. De treize à quinze ans, il exerce divers apprentissages de marmiton, commis quincaillier, bourrelier. En 1926, il part vivre avec sa mère chez sa sœur aînée, postière à Villapourçon (Morvan). Très attaché à sa ville natale, il supporte mal ce premier déménagement.
1931 est une année douloureuse pour Chaissac, avec d’abord le décès de sa mère puis le mariage de sa sœur ; n’ayant aucune affinité avec son beau-frère, la cohabitation avec le couple est difficile. Pendant cinq années, habitant tantôt chez son frère à Paris, tantôt chez sa sœur à Villapourçon, il multiplie les petits boulots : fabricant de brosses à domicile, cordonnier, employé d’une marchande foraine.
En 1934, il tente sa chance à Paris où son frère lui a trouvé une minuscule échoppe près de la rue Mouffetard. Le manque de clientèle l’amène très rapidement à abandonner son commerce et c’est le retour forcé à Villapourçon.
Retour à Paris en 1937. Hébergé chez son frère, il rencontre le peintre Otto Freundlich et sa compagne Jeanne Kosnick-Kloss qui habitent un atelier dans la cour de l’immeuble. Intéressés par ce jeune voisin dont ils ont remarqué les dons exceptionnels, ils lui offrent des crayons et du papier, l’encouragent à travailler. Chaissac prend conscience de son désir et de ses capacités à créer.
Obligé de quitter le foyer de son frère à la suite de graves désaccords (leurs relations vont s’interrompre définitivement), il tombe sérieusement malade. Il est hospitalisé à l’hospice de Nanterre où il reste six mois. Il y supporte mal la promiscuité et les moqueries de ses compagnons. Grâce à l’intervention d’une infirmière amie de la famille, il est admis en 1938, sur le diagnostic d’un début de tuberculose fibreuse, au sanatorium d’Arnières près d’Évreux. Dans une ambiance plus sereine, auprès de médecins qui s’intéressent à la peinture et aux œuvres de leurs malades, avec l’aide que lui apportent Otto Freundlich, Jeanne Kosnick-Kloss, Albert Gleizes et sa femme, Chaissac continue de peindre et de dessiner. Ils organisent pour lui une exposition personnelle à Paris, galerie Gerbo, en décembre.
Le 13 mai 1939, il est considéré comme guéri et transféré au centre de rééducation de Clairvivre en Dordogne. Il travaille à l’atelier de cordonnerie et continue à peindre. Il rencontre sa future femme, Camille Guibert.
Dès 1940, Chaissac entretient une correspondance abondante avec les Gleizes qui deviennent ses principaux appuis jusqu’en 1942. En mai, départ pour Saint-Rémy-de-Provence où il travaille dans un atelier de bourrellerie. Chaissac passe des heures dans l’atelier de Gleizes à le regarder travailler, à feuilleter des catalogues d’exposition, des livres. Dans son salon, il rencontre des artistes et des intellectuels de renom : Charles et Marie Mauron, Aimé Maeght, Lanza del Vasto, André Lhote et André Bloc, autant de personnages importants pour sa carrière future. Une lettre de Camille Guibert lui apprend sa future paternité. Au mois d’octobre, le couple décide de s’installer en Vendée à Vix, chez les parents de Camille, où ils se marient. Leur fille Annie naît en décembre.

En 1943, Camille est nommée institutrice à Boulogne (Vendée), où le couple s’installe. Chaissac s’occupe de sa fille, des travaux du jardin et de la maison et se consacre à la peinture, notamment à la peinture à l’huile.
En mars-avril 1944, Chaissac est présent au Salon des Indépendants (auquel il avait déjà participé en 1940). C’est à cette occasion que débute son amitié avec Raymond Queneau et que s’établit une relation épistolaire. Les lettres de Chaissac étonnent, amusent et circulent de main en main dans le milieu de La Nouvelle Revue Française. Premières peintures à l’huile. 1947, exposition personnelle à la galerie L’Arc-en-Ciel à Paris, organisée par Paulhan et Dubuffet qui écrit la préface du catalogue. Rencontre Anatole Jakovsky et Louis Cattiaux ; correspondance avec André Breton et Camille Bryen. Dessins à l’encre de Chine.
À l’automne 1948, la famille Chaissac s’installe à Sainte-Florence-de-l’Oie (Vendée) où Chaissac continue à travailler malgré l’hostilité et les sarcasmes de ses concitoyens et une santé de plus en plus précaire. Il lit beaucoup et se tient au courant de l’activité artistique. Importante correspondance. Assemblages de vieilles souches, sculptures naturelles.
En 1949, il entreprend des tableaux de grand format qu’il signe « Chaissac le fumiste » et commence sa série de dessins à base d’écritures. Apparition des premiers tableaux « abstraits » qui représentent des bouquets pour la plupart.
Les éditions Gallimard publient en 1951 Hippobosque au Bocage, sélection de lettres et poèmes adressés à Dubuffet, L’Anselme, Tapié, Paulhan, Queneau et Giraud entre 1946 et 1948.
1953/1954, premiers collages de papiers déchirés. Début des chroniques à la Nouvelle Revue Française.
En 1956, il séjourne à Vence chez Dubuffet, mais cette rencontre est une déception pour les deux hommes. Ni l’un ni l’autre n’en conservera un bon souvenir et Chaissac rentrera à Sainte-Florence particulièrement déprimé.
À partir de 1959, sa santé se détériore progressivement. Il travaille sur des petits supports, notamment une série d’huiles gouachées sur carton ondulé et une série d’aquarelles et gouaches aux thèmes bibliques. Il réalise ses premiers totems.
1960 est l’année où les galeries commencent à s’intéresser sérieusement à son travail, mais ce début de reconnaissance décuple sa méfiance à l’égard des milieux de l’art.
L’école de Sainte-Florence doit fermer en 1961 forçant les Chaissac à retourner à Vix où ils s’installent définitivement. Grands collages à partir d’échantillons de papiers de tapisserie.
En 1964, il bénéficie désormais d’une consécration internationale. Deux expositions sont organisées aux États-Unis, l’une chez Cordier et Ekström à New York, l’autre à Minneapolis.
Peu avant sa mort, la télévision allemande vient tourner un film de quelques minutes dans le cadre d’un reportage sur le livre de Gilles Ehrmann Les Inspirés et leurs demeures, paru en 1962 (préface d’André Breton ; texte de Benjamin Péret).
Hospitalisé à la fin de l’été, il meurt le 7 novembre à l’hôpital de la Roche-sur-Yon.