Après être brièvement passée par les Arts déco et les Beaux-Arts de Paris, Chantal Petit dessine pour la presse, puis elle participe à l’aventure de la troupe de théâtre GEL fondée par le Cubain Eduardo Manet et par Véronique Petit, sa sœur. Elle réalise la scénographie de plusieurs spectacles de Roger Blin. Ses peintures sont exposées pour la première fois à l’occasion d’un hommage au groupe Panique de Topor. Elle épouse le graphiste Roman Cieslewicz en 1979. À travers la pratique de la peinture, de la sculpture et du dessin, mais aussi avec des installations et des vidéos, elle produit une œuvre fertile et protéiforme, qui explore la mémoire collective à la recherche des origines et du sacré. Son œuvre se crée par cycles et séquences autour de différentes thématiques qui font parfois appel à l’histoire de la peinture et composent une vaste scénographie, comme en témoignent les séries Épiphanies (2002-2003), seize grands dessins consacrés au Caravage, et Le Festin des dieux, un ensemble constitué d’une quarantaine de toiles de grand format ainsi que de sculptures, commencé en 2004, poursuivi et remanié régulièrement depuis ; c’est une peinture sans fin, une œuvre en mouvement.

En 2011, la Maison rouge, à Paris et à Berlin, expose un diptyque de cette série dans Tous cannibales, tandis qu’une autre séquence est installée dans la chapelle Saint-Louis des Gobelins. En 2013, quand Marseille est désignée capitale européenne de la culture, une nouvelle partie de cette œuvre monumentale est présentée dans la chapelle des Pénitents bleus à la Ciotat. Au cœur du dispositif se déploie un retable de neuf mètres d’envergure. C. Petit vit et travaille à Malakoff, près de Paris ; elle enseigne à l’ESAG (École supérieure des arts graphiques) depuis 1987.