Frank Chastenier begann mit 8 Jahren Klavier zu lernen, angerührt von Oscar Peterson, Count Basie oder Keith Jarrett. Auch die Orgel lernte er schon in jungen Jahren spielerisch zu meistern. Mit eben dreizehn bekam er den ersten Preis beim Wettbewerb "Jugend jazzt". Schon ein Jahr später tourte er als jüngstes Mitglied des Landesjugendjazzorchesters NRW durch die Republik.
Er war siebzehn, als er ein klassisches Klavierstudium bei Prof. Ulla Graf am Hochschul-Institut in Aachen aufnahm. Außerdem war er bei Francis Coppieters an der Kölner Musikhochschule für ein Jazzstudium eingeschrieben. 1987 erreichte der 20jährige das Finale der legendären "Thelonious Monk Competition" in Washington, DC. Im Jahr darauf holte ihn Peter Herbolzheimer in sein Bundesjazzorchester (und später auch regelmäßig zur "Rhythm Combination & Brass"). 1990 feierte Frank Chastenier sein Debüt bei der Big Band des WDR in Köln mit einer Studioproduktion.
Im darauffolgenden Jahr wurde aus der projektbezogenen Arbeit ein festes Engagement: Mit 24 übernahm Frank Chastenier den Posten des Pianisten in der WDR Big Band Köln.
Die musikalische Vielseitigkeit des Frank Chastenier in den Konzerten und bei seinen mittlerweile über 50 Album-Aufnahmen mit der WDR Big Band beeindruckte zahlreiche Jazz-Größen, darunter Ray Brown, Peter Erskine, Bob Brookmeyer, Lalo Schifrin, Michel Legrand, Maceo Parker und viele mehr. "Sein Spiel ist voller Energie. Er besitzt ein Empfindungsvermögen für die richtige Spielgestik, eine Offenheit und Spiellust, die ihn für mich zu einem einzigartigen Musiker machen", lobte etwa Brookmeyer. 1994 widmete ihm der Posaunist, Komponist, Arrangeur und Dirigent das Klavierkonzert "Serious Music", das Frank Chastenier zum ersten Mal die Gelegenheit bot, seine improvisatorische und pianistische Kreativität in einem größeren Kontext mit der WDR Big Band zu entfalten. Auch Vokalisten wie Chaka Khan, Al Jarreau, Dee Dee Bridgewater, Randy Crawford, Caterina Valente oder Patti Austin wussten seine Qualitäten als universeller, virtuoser und gefühlvoller Begleiter zu schätzen.
Neben seinen umfangreichen Tätigkeiten für das WDR-Orchester unterstützte der Pianist und Arrangeur verschiedener Studioproduktionen, der unter anderem auch an den letzten Produktionen von Hildegard Knef, Manfred Krug, Mark Murphy und Thomas Quasthoff mitwirkte, sowohl seinen Jugendfreund Till Brönner bei dessen CD-Projekten und Tourneen, wie auch den viel zu früh verstorbenen Roger Willemsen in der literarisch musikalischen Korrespondenz “Kleine Lichter”.
Für die bei Tacheles erschienene Edition “Roger Willemsen liest Brehms Tierleben” komponierte er eigens 41 Klavierminiaturen.
Im Jahr 2007 erhielt er den “Jazzpott” der Stadt Essen.
Frank Chastenier ist der Pianist und Begleiter von Patti Austin auf dem im Jahr 2008 mit dem Grammy ausgezeichneten Album “Avant Gershwin”.
Von 2010 bis 2019 begleitete Frank Chastenier als Pianist und Organist den Bassbariton Thomas Quasthoff bei dessen Tourneen und CD Produktionen, die u.a. mit dem Echo Jazz 2011 ausgezeichnet wurden. Ebenfalls ist er Pianist und Arrangeur auf der 2014 erschienenen CD „Thomas Quasthoff-Mein Weihnachten“.
Seine erste Solo-CD “For you” wurde von Presse und Publikum gleichermaßen enthusiastisch gefeiert und mittlerweile mit dem Jazz-Award der deutschen Phonographischen Industrie ausgezeichnet. Die Zeitschrift "Jazzthetik" endete ihre Besprechung mit den Worten: "Das vielleicht wichtigste deutsche Jazz-Album seit zehn Jahren".
Sein Album „Songs I’ve always loved“ wurde von der Illustrierten „Stern“ mit der Höchstwertung von 5 Sternen versehen.
Im Jahr 2017 hat er die WDR Big Band nach 26 Jahren verlassen, um sich mehr seinen eigenen Projekten widmen zu können. Unter anderem tritt er zur Zeit zusammen mit dem Quartett von Jazz-Legende Rolf Kühn mit dem Programm "Yellow+Blue" auf.
Frank Chastenier ist Pianist und Arrangeur auf der 2021 erschienenen Weihnachts CD „Till Christmas“ von Till Brönner.