Ayah Chase, John David Schwallier, memberi tahu New York Times setelah ia meninggal bahwa putrinya itu dalam keadaan tunawisma dan tinggal di Los Angeles bersama pacarnya sebelum meninggal dunia.
Mantan aktris cilik ini mulai berakting sejak usia empat tahun, mendapat pekerjaan pertamanya di Hollywood saat berusia tujuh tahun, tetapi ia pensiun dari dunia akting penuh waktu pada 2015, kata manajernya.
Peran TV pertamanya di Hollywood di usia tujuh tahun adalah peran kecil dalam sitkom populer Sabrina the Teenage Witch yang dibintangi oleh Melissa Joan Hart.
Terobosan besar bagi Chase di Hollywood terjadi pada tahun 2001 saat ia muncul sebagai Samantha Darko dalam film Donnie Darko, dan kemudian memerankan tokoh adik dari tokoh utama dalam film tahun 2009 berjudul S Darko.
Pada tahun 2002, Chase berperan sebagai Samara Morgan, hantu berambut panjang yang merangkak keluar dari televisi dalam film horor The Ring, sebuah versi remake dari film klasik Jepang yang bercerita tentang kaset video yang menyebabkan kematian orang yang menontonnya.
Ia menerima penghargaan MTV Movie Award tahun 2003 untuk kategori penjahat terbaik atas penampilannya sebagai karakter seperti iblis menyeramkan yang berjalan menggunakan tangan dan lutut sebelum membunuh korbannya.
Di tahun yang sama, yaitu 2002, ia menyuarakan Lilo, gadis asal Hawaii yang mengidolakan Elvis, dalam film animasi populer Lilo & Stitch.
Peran tersebut memberinya Annie Award untuk pengisi suara terbaik dalam produksi film animasi ikelas dunia, dan ia terus menyuarakan karakter itu dalam berbagai spin-off.