Дипломатические отношения между странами установлены 11 декабря 1944 года, прерваны Чили 21 октября 1947 года, восстановлены 24 октября 1964 года, прерваны СССР 22 сентября 1973 года, восстановлены 11 марта 1990 года. 

В основе договорно-правовой базы двусторонних отношений в настоящее время лежат: Декларация о принципах взаимоотношений и сотрудничества между Россией и Чили от 3 июня 1993 года; Соглашение о культурном сотрудничестве и Соглашение о торговле и экономическом сотрудничестве, подписанные 3 июня 1993 года; Меморандум о намерениях в области военно-технического сотрудничества от 4 октября 2002 года, другие документы.

Также действуют межведомственные соглашения между Торгово-промышленной палатой России и Национальной торговой палатой Чили, Союзом промышленников и предпринимателей России и Обществом содействия промышленному развитию Чили, Центральными банками России и Чили.

Двустороннее сотрудничество развивается и в области космоса. Так в июле 1997 года с космодрома Байконур был запущен чилийский научный спутник.
Заметное развитие политические контакты между двумя странами получили в 2000-е годы.

В Сантьяго учреждена и действует Чилийско-Российская торговая палата. В 2001 году был открыт ее филиал в Москве.

Сформирована Межправительственная Российско-Чилийская комиссия по торговле и экономическому сотрудничеству, первое заседание которой состоялось в Москве 28-29 июня 2005 года.

Президенты Российской Федерации и Чили Владимир Путин и Рикардо Лагос неоднократно встречались в рамках саммитов АТЭС. В октябре 2002 года Рикардо Лагос посетил Россию с официальным визитом, а в ноябре 2004 года в рамках очередного саммита АТЭС состоялся официальный визит президента России в Чили.

Между двумя странами поддерживаются активные межпарламентские связи, контакты между министерствами и ведомствами. 

Рособоронэкспорт регулярно участвует в проводимых в Чили аэрокосмическом салоне «ФИДАЕ» и военно морской выставке «Экспонаваль».