Nació en la aldea de Budayka, en el distrito de Cheboksary, que ahora forma parte de la ciudad de Cheboksary, en una familia de campesinos. Tras mudarse a la aldea de Balakovo, estudió en una escuela parroquial, pero no la terminó. En su infancia trabajó como sirviente y aprendiz con comerciantes y artesanos, luego, junto a su padre y hermanos, se dedicó a la carpintería en el Volga. Se casó con la hija de un sacerdote, a pesar de la oposición de los padres de ambos lados. En este matrimonio tuvo dos hijos y una hija. Con el inicio de la Primera Guerra Mundial, fue reclutado en el ejército, donde recibió formación en una escuela de suboficiales. Fue condecorado con tres cruces de San Jorge y una medalla de San Jorge, y tenía el rango de feldfebel. Tras una grave herida, sirvió en un regimiento de reserva en Nikolaevsk y en el verano de 1917 se unió al partido bolchevique. En el congreso de diputados soldados en Kazán, fue nombrado comandante del regimiento de reserva. Después de la Revolución de Octubre, se convirtió en organizador de los destacamentos de la Guardia Roja en el distrito de Nikolaevsk, comandó un regimiento, una brigada y una división del Ejército Rojo. Luchó contra los cosacos de los Urales y los legionarios checos que se opusieron al poder soviético. Fue enviado a estudiar en la Academia del Estado Mayor del Ejército Rojo, pero la abandonó al no poder con los estudios. Más tarde fue nombrado jefe de la 25ª división de fusileros, donde se destacó en la toma de Ufa, por lo que fue condecorado con la Orden de la Bandera Roja. Murió el 5 de septiembre de 1919 como resultado de una emboscada de los cosacos de los Urales en el cuartel general de la 25ª división en Lbishchensk.

El nombre del comandante se hizo ampliamente conocido en la Unión Soviética tras la publicación en 1923 de la novela "Chapaev" de Dmitri Furmanov, quien fue comisario en su división, y la película del mismo nombre de los hermanos Vasiliev en 1934. Gracias a la popularidad nacional de los héroes del libro y la película, el nombre de Chapaev fue asignado a numerosos asentamientos, calles, así como a barcos de guerra y civiles. Durante la Gran Guerra Patriótica, su nombre fue llevado por grupos de partisanos. Aunque los historiadores y periodistas modernos consideran que el papel de Chapaev en la Guerra Civil fue exagerado, sigue siendo uno de los comandantes rojos más conocidos de esa época, un héroe de películas, series de televisión y libros, incluidos autores como Viktor Pelevin, Zakhar Prilepin y Eduard Volodarsky. En la antigua Unión Soviética y en los años posteriores a la disolución, adquirieron gran popularidad los chistes cuyos personajes eran los del filme sobre el comandante: Chapaev, Furmanov, el ordenanza Petka y la ametralladora Anka.