Chile y Venezuela establecieron relaciones diplomáticas en 1858. En el ámbito consular, Chile designó a Bernardo Casanova como cónsul en Maracaibo en mayo de 1866, y a Andrés Jesús Montes como cónsul en Ciudad Bolívar en agosto del mismo año. En 1868, José M. Rojas ejercía funciones como representante consular de Chile en Caracas.

En cuanto a la representación diplomática, en 1901 Francisco Javier Herboso fue nombrado ministro plenipotenciario de Chile ante los gobiernos de Venezuela y Colombia. A partir de entonces, la misión diplomática en Caracas fue encabezada sucesivamente por ministros residentes, ministros plenipotenciarios y encargados de negocios. Desde 1943, la representación chilena en Venezuela pasó a estar a cargo de un embajador.

Durante las décadas de 1970 y 1980, Venezuela acogió a un número significativo de ciudadanos chilenos en calidad de exiliados políticos. Asimismo, entre 1950 y 1980, el desarrollo económico impulsado por el auge petrolero atrajo a profesionales chilenos que se establecieron en ese país.

Asimismo, dada la compleja situación política, económica y social que ha afectado a Venezuela en los últimos años, Chile ha recibido durante la última década a un importante número de ciudadanos venezolanos que han migrado en busca de mejores condiciones de vida.

En julio de 2024, ante indicios razonables de fraude electoral, el Gobierno de Chile desconoció los resultados de los comicios en los que el Consejo Nacional Electoral proclamó a Nicolás Maduro como presidente electo. Esta situación generó tensiones diplomáticas que llevaron al gobierno venezolano a ordenar la salida de las misiones diplomáticas de Chile, Argentina, Perú, Uruguay, Costa Rica, Panamá y República Dominicana, así como el retiro de sus propios representantes en esos países. Posteriormente, el 30 de enero, las autoridades venezolanas decretaron el cierre de los consulados chilenos en Caracas y Puerto Ordaz.