U-17イタリア代表やU-19イタリア代表を経て、U-23イタリア代表でも主力として活躍し、2008年の北京五輪にも出場。チームは準々決勝で敗退し、メダル獲得はならなかったが、自身は4得点を挙げ得点王となった。2008年10月11日、2010 FIFAワールドカップ・ヨーロッパ予選のブルガリア戦 (0-0) でイタリアA代表デビュー。2009年6月6日の北アイルランドとの親善試合で代表初ゴールを記録。同年のコンフェデレーションズカップのメンバーに選出された。グループリーグ初戦のアメリカ戦 (3-1) では、ミドルシュートで同点ゴールを決め、後半ロスタイムには追加点を決めて逆転勝利に貢献した。2011年2月9日に行われたドイツ代表との親善試合では途中出場して同点ゴールを決めた。6月4日、UEFA EURO 2012予選のエストニア戦では先制点を決め、さらにシュートを何本も放って勝利に貢献した。ブラジルW杯には2013年の活躍から直前までは代表に入っていたものの2014年初の怪我が影響して本戦メンバーからは外れた。
2004年に17歳でマンチェスター・ユナイテッドFCへ移籍した。アメリカ育ちであり言語習得の必要がなかったことも理由のひとつだと語っている。11月10日のカーリングカップ、クリスタル・パレスFC戦で初出場した。移籍初年度の2004-05シーズンはリーグ戦出場なしに終わったが、2005年10月のサンダーランドAFC戦でプレミアリーグデビューし、2005-06シーズンは公式戦10試合に出場して4得点した。しかし層が厚いユナイテッドでは満足な出場機会を得られず、2006-2007シーズンはニューカッスル・ユナイテッドFCへレンタルされた。しかしニューカッスルでも11試合出場無得点と活躍できず、2007年1月に古巣のパルマFCにレンタル移籍した。初出場となったトリノFC戦では、10試合勝ち星がなかったチームに勝ち点3を与える得点を挙げた。クラウディオ・ラニエリ監督が就任したパルマFCではすぐさまポジションを掴み、19試合で9得点を挙げてパルマの降格圏脱出の立役者となる活躍を見せた。2007年3月には新ウェンブリー・スタジアムでのオープニングゲームとしてのU-21イングランド代表対U-21イタリア代表の試合に出場した。2007年6月、U-21欧州選手権に出場した。
イタリア人の両親の下にアメリカ・ニュージャージー州で生まれ、サッカーのコーチをしていた父親の影響で4歳の時にサッカーを始めた。イタリアに渡るとパルマFCの下部組織に入団し、ルカ・チガリーニやアルトゥーロ・ルポリらとともにアッリエーヴィ・ナツィオナーレ（15･16歳のカテゴリー）で全国制覇した。
シャセリオーは、カリブ海に浮かぶイスパニョーラ島のサマナ（現ドミニカ共和国）に生まれた。父親はフランス人で、島がまだフランスの植民地（サン＝ドマング）だった頃は行政職だった。母親はクレオールの地主の娘だった。1821年、家族はパリに移り、そこでシャセリオーはスケッチに早熟な才能を見せた。1830年、11歳の時、シャセリオーはアングルのアトリエに入ることを認められ、この新古典主義巨匠の愛弟子となった。アングルは人々にこう言ったそうだ。「見たまえ、紳士諸君。この子はきっと絵のナポレオンになるよ」。1834年、アングルがローマのフランス・アカデミー院長を務めるためパリを離れた後、シャセリオーは、アングルがその着色法をひどく嫌っていたドラクロワの影響に傾いた。シャセリオーの絵の特徴でよく言われてきたのが、アングルの新古典主義とドラクロワのロマン主義を調和させる試み、ということだ。1836年、シャセリオーはサロンに最初の絵の出品をした。その絵は歴史画のジャンルで、第3席に選ばれた。1840年、シャセリオーはローマに旅行しアングルと再会したが、アングルは愛弟子の向かっている方向性を面白く思うはずがなく、師弟関係も解消された。シャセリオーの初期の円熟味を示す主な作品を挙げると、『海から上がるヴィーナス』（1838年）、『スザンナと長老たち』（1839年）、『アクテオンに驚くディアナ』（1840年）、『ネレイスに岩に鎖で縛られるアンドロメダ』（1840年）、『エステルの化粧』（1841年）などで、どの作品にもシャセリオーが理想とする女性の裸像を見ることができる。同じ時代に描かれた宗教画では、『オリーブ山のキリスト』（1840年。同じテーマで1844年にも描いた）、『キリスト降架』（1842年）があるが、批評家には賛否両論だった。ちなみに、擁護した批評家の中にはテオフィル・ゴーティエがいた。また、パリのサン･メリ教会からの依頼で、エジプトのマリアの一生を描いた壁画を描いた。この頃から肖像画も描き出した。『ドミニコ会ドミニク・ラコルデール神父の肖像』（1840年）、 それにシャセリオーの姉妹アデルとアリーヌを描いた『二人姉妹』（1843年）などがある。生涯を通じてデッサンも数多く描いた。肖像画のスケッチの多くは、グラフィック・ペンシルできれいに描かれたそれらはかつての師アングルのものに近いものである。さらに29の版画の元絵を作った。シェイクスピアの『オセロ』をテーマにした18のエッチング集（1844年）などである。1846年、大作『護衛を引き連れたコンスタンティンのカリフにしてハラクタスの首長アリ・ベン・ハメト』を描きあげた直後、シャセリオーは最初のアルジェリア旅行をした。その旅とそれ以降の旅で描いたスケッチから、『臣下を訪問するアラブの首長』（1949年）、『バルコニーのユダヤ人女性』（1949年）を制作した。後期の代表作『テピダリウム』（1853年。オルセー美術館蔵）はたくさんの女性たちがお風呂で濡れた体を乾かしている姿が描かれている。この舞台設定は、シャセリオーが1840年に行ったポンペイ旅行にインスパイアされたものである。モニュメントでは、1844年に国から依頼を受け、1848年に完成した、フランス会計院の大階段の装飾がある。しかし、この装飾は、パリ・コミューン時代の1871年5月に起きた火事でかなりの損害を受け、復元されたわずかな断片は現在ルーヴル美術館に保管されている。病気を患った後、サン・ロックならびにサン・フィリップ・デュ・ルール教会の装飾壁画を手掛けるが、病気が悪化して、1856年10月8日にパリで死去した。37歳没。シャセリオーの作品はピエール・ピュヴィス・ド・シャヴァンヌ、ギュスターヴ・モローの作風に強い影響を与えた。さらに、シャヴァンヌらの作品を通じて、ポール・ゴーギャン、アンリ・マティスの作品にも反映されていると言われている。