当時、WBC世界スーパーフェザー級王者だった父・チャベスSr.と母・アマリア・カラスコとの間に生誕。幼少の頃より弟オマールとともにチャベスSr.の試合会場に帯同していた。アマチュアで3戦を経験した後、17歳でプロ転向。2003年9月26日、プロデビュー。地元クリアカンでスーパーフェザー級6回戦に出場し、ジョナサン・ヘルナンデス（メキシコ）に判定勝ちでデビュー戦を白星でスタートさせた。2006年8月19日、ジャーメイン・ホワイト（アメリカ合衆国）に4RTKO勝ちで、空位のWBC世界スーパーウェルター級ユース王座を獲得した。2008年2月9日、ホセ・セラヤ（アメリカ合衆国）に8RTKO勝ちで、空位のWBCアメリカ大陸スーパーウェルター級を獲得した。2008年4月26日、トビア・ロリガ（イタリア）に9RKO勝ちで、WBCアメリカ大陸王座初防衛に成功した。2009年3月28日、WBCラテンアメリカスーパーウェルター級王座決定戦をルシアノ・クエヨ（アルゼンチン）に判定で勝利し、王座獲得に成功した。2009年9月12日、ジェイソン・レフリアー（アメリカ合衆国）に1RTKO勝ちで、WBCラテンアメリカ王座初防衛に成功した。2009年11月14日、トロイ・ローランドに判定勝ちを収めるが、試合後のドーピング検査でチャベス・ジュニアから利尿剤が検出され7ヶ月の試合出場停止処分が下され、試合結果もノーコンテストに変更された。2010年6月26日、ジョン・ダディ（イギリス）を大差判定で下し、創設して間もないWBC世界ミドル級シルバー王座を獲得した。2010年12月4日、パウェル・ウォラックと対戦予定だったがチャベスは熱がでたとして欠場した。2011年1月3日、WBCが2010年度の新鋭賞に選出。2011年1月29日、ビリー・ライル（アメリカ合衆国）を3-0の判定で下し、シルバー王座の初防衛を成功した。この試合は40万人近い視聴者を集め、ラテン系ケーブルテレビのボクシング番組史上最高視聴率を記録した。2011年6月4日、WBC世界ミドル級王者セバスチャン・ズビク（ドイツ）に挑戦。2-0の判定で王座獲得に成功、30戦無敗の王者に初黒星を付けた。2011年11月19日、ランキング4位の挑戦者ピーター・マンフレド・ジュニア（アメリカ合衆国）と対戦し、5回1分52秒TKO勝利で初防衛に成功した。2012年1月22日、ルビオ戦の試合約2週間前に飲酒運転で逮捕され拘置所に入れられる。2012年2月4日、テキサス州サンアントニオのアラモドームで、マルコ・アントニオ・ルビオ（メキシコ）と対戦、12回3-0の判定勝ちで2度目の防衛に成功した。ルビオはチャベス・ジュニアが肘や頭を意図的にぶつけるなど汚いテクニックを使ってきたので同じことをやり返した際に自分だけレフェリーから注意を受けた事でチャベス・ジュニアはプロテクトされていると感じたと試合後に話した。また、通常は行われることになっている試合前後のドーピング検査が行われなかった事にもチャベス・ジュニア陣営の働きかけがあったのではと不信感を募らせた。2012年6月16日、エルパソのサン・ボウル･スタジアムで元オリンピアンのアンディ・リー（アイルランド）と対戦し、7回2分21秒TKO勝ちで3度目の防衛に成功した。リーのトレーナーのエマニュエル・スチュワードはチャベス・ジュニが前日の計量から体重を20ポンド増やしてリングに上った事とリングサイズが規定よりかなり狭かった事に懸念を示し、前回に続きドーピング検査が行われなかったことに不満を露わにした。2012年9月15日、ラスベガスのトーマス&マック・センターでWBC世界ミドル級ダイヤモンド王者のセルヒオ・マルチネスと対戦。マルチネスにスピードと技術でコントロールされてしまい、最終回にダウンを奪うも0-3の判定負けでプロキャリア初黒星を喫し4度目の防衛に失敗すると共に王座から陥落した。 またチャベス・ジュニアは試合後ネバダ州アスレチック・コミッションから義務付けられていた薬物検査で、大麻の陽性反応が確認された為この試合日から9ヵ月の出場停止と、90万ドル（約8500万円）の罰金の支払いを命じられた。2013年6月から復帰可能で、罰金額はチャベスの報酬の30%に相当するとのこと。なお、この試合前チャベスはトレーニングをサボることが多くジムにほとんど顔を出さなかった。代わりにトレーナーのフレディ・ローチをラスベガスの賃貸アパートに来させ、リビングのソファーをどかすなどしてスペースを確保してトレーニングしていた。2013年7月、チャベス・ジュニアがトレーニングをサボるなどの怠慢が度々あったことで折り合いが悪くなっていたトレーナーのフレディ・ローチと決別、代わりに父親のフリオ・セサール・チャベスがトレーナーを務めることになる。2013年9月28日、約1年ぶりとなる復帰戦でブライアン・ベラと対戦。本来は9月7日に予定されていたが、スパーリング中にチャベス・ジュニアが右眉の上を切ってしまい試合は延期されていた。最初の契約体重は162ポンドのキャッチウェイトで行われる予定だったが、チャベス･ジュニアが体重を落とせなかったことで、契約体重が何度も変更になり試合3日前に173ポンドで行われることで合意した。試合は3-0（96-94、97-93、98-92）の判定勝ちを収め、復帰戦を勝利で飾ったが、ベラが勝っていたとする専門家が多く、ボクシングマスコミ関係者59人のうち53人がベラの勝ちに付け(引き分けが6人)、チャベス･ジュニアの勝ちとしたのは1人もいなかった。パンチの手数もチャベス･ジュニアの328発中125発的中に対しベラは734発中176発的中と大幅に上回った。2014年3月1日、前回の試合で体重問題や判定が批判されたことでブライアン・ベラと即再戦が組まれた。アラモドームにてスーパーミドル級12回戦で対戦し、序盤は足を使いアウトボクシングを見せるが直ぐにいつものスタイルに戻し、今回は明確な差をつけ12回判定勝ちを収めた。2014年5月、WBA・IBO世界ミドル級王者ゲンナジー・ゴロフキンと同年7月19日に対戦する予定だったが交渉が難航しキャンセルとなった。2015年4月18日、約1年ぶりの試合。カリフォルニア州カーソンのスタブハブ・センター・テニスコートでスーパーミドル級の規程体重を4ポンド上回る172ポンドのキャッチウェイトでアンドルー・フォンファラとWBCインターナショナルライトヘビー級王座決定戦を行い、7回に肩で打撃を加えたとしてフォンファラが減点されるが、9回にチャベスは左フックでボクシングキャリア初のダウンを奪われ、9回終了後にコーナーで足の不調を訴えたチャベスが試合を棄権し王座獲得に失敗した。試合終了時のジャッジのスコアも2者が80-89、81-88と大きく負け越していた。試合後チャベスは「(試合を棄権するまでは)試合に勝っていたと思う。170ポンドで再戦したい」とアピールした。　なお、トレーニングのサボり癖があったチャベスはこの試合前に環境を一新。トレーナーをジョー・グーセンに変えてタホ湖で35日間の激しいキャンプを張るなど、まじめにトレーニングしていた。2015年7月18日、、エルパソのドン・ハスキンズ・コンベンション・センターでスーパーミドル級の規程体重を1ポンド上回る169ポンドのキャッチウェイトでマルコス・レイジェスとノンタイトル10回戦を行う予定だったが、前日計量でチャベスが170.8ポンド（77.47キロ）を計測し体重超過をしてしまう。その為、契約体重を170ポンドに上げたものの、それでもチャベスは0.8ポンド（約360グラム）超過の170.8ポンド（77.47キロ）を計測し、罰金を支払う条件で試合は行われた。試合はチャベスが10回3-0（97-92、98-91、96-93）の判定勝ちを収めたものの前日計量で体重超過があったチャベスは3万ドル（約370万円）の罰金をファイトマネーから徴収された。再びトレーナーを変え、ロベルト・ガルシアが付いた。2016年4月30日、WBC世界スーパーミドル級王者のバドゥ・ジャックに挑戦予定だったが、チャベスが左足のかかとを負傷し延期になった。2016年12月10日、約1年5ヵ月ぶりの試合をモンテレーでドミニク・ブリッジと対戦し10回判定勝ちを収めた。2017年5月6日、T-モバイル・アリーナでWBO世界スーパーウェルター級王者のサウル・アルバレスと164.5ポンドのキャッチウェイトのノンタイトル12回戦で対戦し、序盤からチャベスは何もできず一方的な展開となり12回0-3（3者とも108-120）の判定負けを喫した。試合後にチャベスがファンとされている女性数人をホテルの部屋へ連れ込んでベットでイチャつく動画が流出。しかもその女性たちに高級腕時計や現金を盗まれたことが発覚した。2018年12月1日、アルフレド・アングロと対戦が決まってたが、試合ライセンスを付与されるために必要な健康診断を受けず試合を欠場した。