Chambers debuteerde op 28 augustus 2012 in het betaald voetbal in het shirt van Southampton. Daarmee nam hij het die dag in het kader van de League Cup op tegen Stevenage, op dat moment uitkomend in de League One. Hij viel zes minuten voor tijd in voor Dean Hammond en gaf een assist op Ben Reeves, die de 4-1 maakte. Op 18 augustus 2013 stond hij op de openingsspeeldag van het seizoen 2013/14 in de basiself uit tegen West Bromwich Albion. Hij kreeg de voorkeur boven Nathaniel Clyne en speelde de volledige wedstrijd. Southampton won met 0-1.
Chambers tekende op 28 juli 2014 bij Arsenal, dat circa €20.000.000,- voor hem betaalde.[1][2] Hier ging hij de concurrentie voor de rechtsachterpositie aan met Mathieu Debuchy. Op 30 augustus 2016 werd hij voor een seizoen verhuurd aan promovendus Middlesbrough en gedurende 2018/19 aan Fulham.
Chambers debuteerde op 26 september 2012 in Engeland –19, in een kwalificatiewedstrijd voor het EK –19 van 2013 tegen Estland –19. Hij speelde de volledige wedstrijd. Chambers debuteerde op 3 september 2014 onder leiding van bondscoach Roy Hodgson in het Engels voetbalelftal, in een oefeninterland tegen Noorwegen (1–0), toen hij na 81 minuten inviel voor John Stones.