Lee Chae-Won participe à ses premières compétitions internationales en 1999.
Elle fait ses débuts en Coupe du monde en à Kuopio. Dans cette compétition, elle obtient un résultat dans le top trente en 2017, lors du skiathlon à Pyeongchang, terminant douzième.
Au niveau continental, elle remporte quatre fois le classement général de la Coupe d'Asie orientale en 2011, 2017, 2020 et 2021.
Elle compte cinq participations aux Championnats du monde entre 2005 et 2015, enregistrant son meilleur résultat aux Championnats du monde 2011 à Oslo avec une 47e place au skiathlon.
Aux Jeux olympiques d'hiver de 2002, elle est 46e du quinze kilomètres libre, 54e du dix kilomètres classique et 52e du sprint libre.
Aux Jeux olympiques d'hiver de 2006, elle est 57e de la poursuite, 62e du dix kilomètres classique, 64e du sprint libre et abandonne lors du trente kilomètres libre.
Aux Jeux olympiques d'hiver de 2014, elle est 54e du skiathlon, 51e du dix kilomètres classique et 36e du cinquante kilomètres libre.
En 2018, Lee prend part aux Jeux olympiques à Pyeongchang, où elle est originaire, prenant le 51e rang sur le dix kilomètres libre, le 57e sur le skiathlon et le 21e sur le sprint par équipes. Elle est la plus âgée de sa délégation et dispute probablement ses derniers Jeux olympiques[1].
