D'origine vietnamienne par sa mère, Kim Chapiron est le fils du graphiste Kiki Picasso et le frère de la chanteuse et styliste Mai Lan. À partir de 1986, il grandit dans un immeuble du XXe arrondissement où vit le cinéaste Chris Marker.
En 1995, il crée le collectif Kourtrajmé avec le réalisateur Romain Gavras (fils de Costa-Gavras), Vincent Cassel (fils de Jean-Pierre Cassel) et Nguyên Lê.
Kim Chapiron est en couple avec l'actrice Ludivine Sagnier, avec qui il a eu deux filles
