Chad Hartigan est né à Nicosie, Chypre, en 1982. Son père est originaire de Limerick, en Irlande, et sa mère est originaire de Sparks, au Nevada.
Il a fréquenté la Tallwood High School de Virginia Beach de 1996 à 2000 et s’est fortement impliqué dans la production de théâtre et de vidéos. Il a obtenu son diplôme et a été accepté dans le seul et unique collège pour lequel il a postulé, la North Carolina School of the Arts. Il y a suivi le programme de réalisation de films et a obtenu en 2004 un BFA en réalisation et a été colocataire avec Aaron Katz.
Son premier long métrage en tant que réalisateur, Luke et Brie ont une première date, a été présenté au Festival International du Film des Hamptons en 2008 et a donné naissance à un remake latino-américain en 2013 intitulé « Luna en Leo. »
Son deuxième long métrage, This Is Martin Bonner, a été présenté au Festival du film de Sundance en 2013 où il a remporté le prix du Meilleur du PROCHAIN public. Il a également été projeté au Festival International du Film de Karlovy Vary 2013, au Festival International du Film de Stockholm et au Festival du Film de Turin. En 2014, il a reçu le prix John Cassavetes aux Film Independent Spirit Awards.
En 2015, il revient au Festival International du Film de Karlovy Vary pour faire partie du jury de la Caméra indépendante.
Son troisième long métrage, Morris from America, a été présenté en première au Festival du film de Sundance 2016 dans la compétition dramatique américaine où Hartigan a reçu le Waldo Salt Screenwriting Award, et a été repris par A24 Films pour une sortie à la fin de l’été.
Son quatrième long métrage, et le premier qu’il n’a ni écrit ni coécrit, était Little Fish. Il a été filmé en 2019 et devrait sortir en 2020 avant d’être retardé par la pandémie de COVID-19. IFC Films a sorti le film en février 2021.