Nascido em La Rochelle-Normande, (diocese de Coutances), na França, em 6 de janeiro de 1814, Augusto viveu no campo até os 20 anos, onde cultivava em grandes fazendas alugadas por sua família, mas após a morte de dois dos fazendeiros e a redução da área de terra, ele trocou a vida campestre e foi se dedicar à desejada carreira eclesiástica. Entrou para o seminário diocesano de Coutances. Foi ordenado sacerdote em 1843 e sua primeira função foi a de vigário e depois pároco da vila de Boucey. Em 1851, desejando ser missionário, ingressou no Instituto de Missões Estrangeiras, em Paris, e no dia 29 de abril de 1852 já estava na Antuérpia, embarcando rumo à província de Guangxi, na China. Devido às perseguições aos cristãos à época, foi obrigado a permanecer em Guangzhou, perto da fronteira, para se acalmar, aprender o idioma e esperar o momento certo, porque o Guangxi estava há mais de um século sem a presença de um missionário e, portanto, ele não tinha mais certeza do que estava acontecendo e se seria bem-vindo pelos seus habitantes. De lá mudou-se para Guiyang, capital da província de Guizhou, na primavera de 1854. Em dezembro, ele foi, junto com Lu Tingmei, à vila de Yaoshan, no condado de Xilin, em Guangxi, onde conheceu a comunidade católica local de cerca de 300 pessoas. Ele celebrou sua primeira missa lá em 8 de dezembro de 1854. Imediatamente começou a fazer apostolado, viajando por todo o território. Em pouco tempo, os neófitos se aproximaram de duzentas e mais conversões, quando um certo Bai-San, um homem de hábitos corruptos, depois de saber que uma mulher seduzida por ele havia se convertido ao cristianismo, denunciou a presença do missionário ao mandarim de Sy-Lin-Hien, inimigo amargo dos cristãos, acusando-o de agitar o povo, fomentando inquietação. O mandarim então enviou seus guardas para Yan-Chan, onde o padre Augusto Chapdelain deveria ser preso, mas, avisado a tempo, Chapdelain escapou da captura ao se refugiar na casa de um convertido cristão em Sy-Lin-Hien.
Em 25 de fevereiro de 1856, a casa aonde se hospedava, em Yaoshan, foi cercada por guardas e revistada. Por ordens de Zhang Mingfeng, o novo mandarim local, Chapdelaine foi feito prisioneiro junto com quatro fiéis cristãos que o acompanhavam e o segundo filho do hóspede. A ronda noturna em busca de cristãos capturou 25 prisioneiros, que foram espancados com golpes de bambu, acorrentados e com uma “canga” em volta do pescoço.
Em 26 de fevereiro, o missionário foi julgado e condenado. Recebeu inúmeros golpes com varas de bambu como punição, que se transformaram em chagas. No dia seguinte, foi acorrentado com os joelhos dobrados e apertados sobre correntes de ferro, permanecendo nessa posição dolorosa até dia 28, esperando um resgate em dinheiro por parte dos cristãos, que estavam escondidos e com medo. Foi condenado a morrer pendurado pelo pescoço numa gaiola suspensa. Finalmente, no dia 29 de fevereiro de 1856, foi condenado à decapitação, mas já estava morto quando lhe cortaram a cabeça; esta, por sua vez, foi pendurada numa árvore.
Augusto Chapdelain foi beatificado, em 27 de maio de 1900, pelo papa Leão XIII e canonizado, em 1 de outubro de 2000, pelo papa João Paulo II.