Georgy Vassilievitch Tchitcherine est né dans une famille noble, issue de l'ancienne lignée russe des Tchitcherine. Son père, Vassili Nikolaïevitch Tchitcherine, était diplomate et frère de l'historien du droit B. N. Tchitcherine, tandis que sa mère, la baronne Georgina Egorovna Meïendorff, appartenait à la noblesse balte et était parente de célèbres diplomates russes, les Meïendorff.

Les parents de Tchitcherine étaient piétistes et l'élevèrent dans cet esprit. L'enfance de Tchitcherine se déroula dans une atmosphère de prières constantes, de chants religieux en commun et de lectures de la Bible à haute voix, créant un environnement très exalté.

Il était le neveu du juriste et philosophe Boris Nikolaïevitch Tchitcherine. Georgy étudia dans les gymnases de Tambov et de Saint-Pétersbourg, terminant le dernier avec une médaille d'or. Il acheva ensuite ses études à la faculté d'histoire et de philologie de l'université de Saint-Pétersbourg. En 1898, il commença à travailler au ministère des Affaires étrangères, où son père avait également servi, s'occupant de travaux d'archives.

Dès son jeune âge, Tchitcherine se montra comme un érudit et un polyglotte, jouant parfaitement du piano et possédant une mémoire phénoménale. Il s'intéressait sérieusement au modernisme européen et promouvait activement les œuvres de Wagner, Mozart et Nietzsche en Russie. Tchitcherine eut une influence significative sur la formation des idées de son ami Mikhaïl Kouzmine, leur correspondance devenant un important monument historique et culturel. L'une des raisons de leur amitié était leur orientation homosexuelle commune.

Parallèlement, Tchitcherine s'intéressait aux idées politiques de gauche, ce qui le conduisit, après 1904, dans le camp des mencheviks. La même année, il se rendit en Allemagne, restant formellement en service au ministère des Affaires étrangères.

Depuis 1905, Tchitcherine était membre du RSDRP et faisait partie de la section berlinoise du KZO. En 1907, il fut élu secrétaire du Bureau central à l'étranger du RSDRP et participa au congrès de Londres, collaborant étroitement avec le groupe « Voix du Social-Démocrate ».

À la fin de 1907, Tchitcherine fut arrêté à Berlin pour avoir utilisé un passeport d'autrui, condamné à une amende et expulsé de Prusse. Il vécut un certain temps à Leiben, près de Dresde. Après le déménagement de la rédaction de « Voix du SD » à Paris, Tchitcherine y déménagea également et participa au travail du Parti socialiste français de Jean Jaurès, soutenant le bloc d'août.

En 1914, il travaillait en Belgique, et avec le début de la Première Guerre mondiale, il déménagea à Londres. Là, il devint membre du Parti socialiste britannique et l'un des organisateurs du Comité d'aide aux prisonniers politiques russes et aux exilés. La principale assistante de Tchitcherine était la radicale suffragette Mary Bridges-Adams. Le Comité s'occupait de la collecte et de l'envoi d'argent aux révolutionnaires dans les prisons russes, se transformant progressivement en un organe politique menant une agitation contre le gouvernement russe.

Pendant la guerre, Tchitcherine adopta une position bolchevique de défaite. Après la Révolution de Février, il aida à envoyer des émigrés politiques en Russie, malgré l'agitation anti-guerre, ce qui suscita le mécontentement du gouvernement britannique. Le 22 août 1917, il fut arrêté par les autorités britanniques, mais après la Révolution d'Octobre et deux notes du commissaire aux affaires étrangères Trotsky, il fut libéré et arriva à Pétrograd le 19 janvier 1918.

Le 21 janvier 1918, Tchitcherine devint vice-commissaire aux affaires étrangères de Trotsky et rejoignit le RCP(b). Lénine l'évaluait hautement comme un travailleur consciencieux et intelligent, malgré un manque de « commandement ».

Tchitcherine signa la paix de Brest et, à partir du 13 mars, après le passage de Trotsky au commissariat militaire, il devint commissaire par intérim aux affaires étrangères, et à partir du 30 mai 1918, commissaire du peuple aux affaires étrangères, jouant un rôle important dans la sortie de la Russie soviétique de l'isolement international.

En 1920, il conclut un traité de paix avec l'Estonie, et en 1921, des traités avec la Turquie, l'Iran et l'Afghanistan, prévoyant, par exemple, l'entrée libre des troupes sur le territoire iranien pour assurer la sécurité des frontières soviétiques.

En avril 1922, Tchitcherine dirigea la délégation soviétique à la conférence de Gênes et signa le traité de Rapallo avec le ministre des affaires étrangères allemand Walter Rathenau. En 1923, il dirigea la délégation soviétique à la conférence de Lausanne, où le statut post-guerre des détroits turcs était déterminé.

Tchitcherine signa les traités de l'URSS avec la Turquie et l'Iran, mais ses relations avec son successeur Litvinov, qui le remplaça au poste de commissaire aux affaires étrangères de l'URSS, étaient tendues. Depuis juillet 1930, il était à la retraite.

Georgy Vassilievitch Tchitcherine décéda le 7 juillet 1936 et fut enterré au cimetière Novodievitchi à Moscou.