Bogdan Chmelnizki wurde am 27. Dezember 1595 auf dem Hof Subotow geboren, der heute ein Dorf in der Region Tschernihiw in der Ukraine ist. Seine Eltern waren der Hetman der Zaporoger Kosaken, Michail Lawrinowitsch Chmelnizki, und Anastasia Fjodorowna. Über sein Leben ist wenig bekannt. Seine erste Ausbildung erhielt er an der Kiewer Bruderschaftsschule, bevor er seine Studien bei den Jesuiten in Jaroslawl Galizien oder Lemberg fortsetzte und zu jener Zeit eine gute Ausbildung erhielt.

Nach seiner Rückkehr in die Heimat nahm Chmelnizki am polnisch-türkischen Krieg von 1620-1621 teil. In der Schlacht bei Cecora wurde er gefangen genommen, und sein Vater fiel. In Gefangenschaft verbrachte er zwei harte Jahre.

Nachdem er 1622 aus der Gefangenschaft geflohen war, kehrte Chmelnizki nach Subotow zurück und wurde ein registrierter Kosake. Ab den späten 1620er Jahren nahm er aktiv an den Seefahrten der Zaporoger gegen türkische Städte teil. 1634 nahm er an der Belagerung von Smolensk teil, und 1635 rettete er König Wladislaw aus der Gefangenschaft in einer der Schlachten bei Moskau, wofür er mit einem goldenen Säbel ausgezeichnet wurde. 1637 beteiligte er sich am Aufstand der Kosaken unter der Führung von Pawlyuk. In den Jahren 1644-1646 nahm er am französisch-spanischen Krieg als Teil der Kosakenarmee teil.

Im Jahr 1647 griff Chmelnizkis Feind, Chaplinsky, den Hof Subotow an. Dabei starben sein zehnjähriger Sohn Ostap und seine Frau Anna Semenowna, mit der er seit 1625 verheiratet war. Chaplinsky entführte und heiratete Chmelnizkis Mündel Helena. Bogdan wandte sich an den König um Schutz, wurde jedoch aufgrund falscher Anschuldigungen wegen der Vorbereitung eines Kosakenaufstands ins Gefängnis geworfen. Dies führte zu dem Kosakenaufstand, den Chmelnizki 1648 organisierte.

Im Jahr 1648 unterzeichnete er den Frieden von Bachtschissarai mit Islam Gerai über die Allianz zwischen dem Zaporoger Heer und dem Krimkhanat. Den ersten großen Sieg errang er in der Schlacht bei Gelbwasser im Frühjahr 1648. Danach gewann er die Schlachten bei Chorschun und Pilawzi, belagerte Lemberg, hob jedoch die Belagerung nach Erhalt eines Lösegeldes auf und wandte sich nach Westen. Es begannen Verhandlungen zwischen dem König und den Kosaken. Ohne auf deren Abschluss zu warten, kehrte Chmelnizki 1649 nach Kiew zurück. Im selben Jahr heiratete er Helena Chaplinska, nachdem er eine spezielle Genehmigung der Kirche erhalten hatte, obwohl Chaplinsky lebte und ihr Ehemann blieb.

Nach einem weiteren Sieg über die Adligen im August 1649 stimmte Chmelnizki den Bedingungen des Zborowski-Friedensvertrags zu. Doch die Unterdrückung der Kosaken durch die Adligen nahm wieder zu, und bis 1651 begannen die Kämpfe erneut. Zu dieser Zeit erlebte Chmelnizki den Tod seiner Frau Helena, die des Diebstahls der Staatskasse und der ehelichen Untreue verdächtigt wurde. Ihr Sohn Chmelnizkis, Timosch, der seine Stiefmutter nicht mochte, ließ sie hinrichten. Diesmal erlitt Chmelnizkis Armee Niederlagen. Am 17. September 1651 wurde der für die Kosaken nachteilige Vertrag von Belizcerkva unterzeichnet, der bald von den Polen verletzt wurde.

Am 8. Januar 1654 wurde in Perejaslaw eine Rada einberufen, in der beschlossen wurde, in das Moskauer Königreich einzutreten und dem Zaren Treue zu schwören.

Anfang 1657, ahnend, dass sein Tod bevorstand, berief Chmelnizki eine Rada zur Wahl eines Nachfolgers ein. Dieser wurde sein sechzehnjähriger Sohn Jurij.

Bogdan Chmelnizki starb am 27. Juli 1657 an einem Schlaganfall. Er wurde im Dorf Subotow in der von ihm erbauten Steinkirche beigesetzt, die bis heute existiert.