Родился 3 февраля 1939 года (по другим данным 16 ноября 1943 года) в Нью-Йорке в семье италоамериканцев. Окончил Йельский университет, после чего работал в телерекламе. Свою карьеру в кинематографе начал с написания сценариев (фантастическая лента «Молчаливый бег» Дугласа Трамбулла). Первой его заметной работой стал фильм «Громобой и Быстроножка» (1974), в котором сыграл Клинт Иствуд.
Спустя четыре года Чимино снял картину о вьетнамской войне «Охотник на оленей», ставшую его самым крупным успехом. В фильме сыграли Роберт Де Ниро и Кристофер Уокен. «Охотник на оленей» получил пять «Оскаров» (включая номинации за лучший фильм и лучшую режиссуру), а самому Чимино компанией «United Artists» была предоставлена финансовая возможность приступить к работе над следующим фильмом, которым стал вестерн «Врата рая».
Однако картина «Врата рая» (1981) с очень большим по тем временам бюджетом в 40 млн долларов потерпела катастрофический провал, что привело к банкротству «United Artists» и принесло Чимино «Золотую малину» как худшему режиссёру.
В 1980-х режиссёр поставил боевики «Год дракона» (1985) с Микки Рурком в главной роли и «Сицилиец» (1987) по роману Марио Пьюзо, где играл Кристофер Ламберт. В 1986 году снял «Год дракона», что принесло ему ряд номинаций. В 1990 году вышел ремейк одноимённого фильма Уильяма Уайлера «Часы отчаяния», в котором снялись Микки Рурк и Энтони Хопкинс. В 1996 году режиссёр снял остросюжетную драму «Ловец солнца».
В 2007 году короткометражная лента Чимино «Перевод не требуется» вошла в состав киноальманаха «У каждого своё кино».
Скончался 2 июля 2016 года на 78-м году жизни у себя дома в окружении близких.
