Inició su carrera artística como modelo y posteriormente se dedicó a la interpretación. Ha participado en varias películas, entre las que destacan Step Up de 2006, G.I. Joe: The Rise of Cobra de 2009, Dear John de 2010, The Vow, 21 Jump Street y Magic Mike de 2012; 22 Jump Street de 2014 y Jupiter Ascending y Magic Mike XXL de 2015.

En 2011 iba a aparecer en los thrillers de acción Indomable (Haywire), en el crimen Son of No One, donde interpretará a Jonathan White, junto a Al Pacino, en la comedia Cheaters y en la secuela de GI Joe, G.I. Joe 2. En enero de 2010 se anunció que Rhett Reese y Paul Wernick serían los escritores de la película.

También apareció en la película The Standford Prisión Experiment, la cual fue dirigida por Christopher McQuarrie y Tim Talbott y su lanzamiento fue en 2011 y en Pinkville dirigida por Oliver Stone.

Chaning actuó al lado de Rachel McAdams, en la película romántica The Vow, donde interpretó a Leo Collins y realizó una escena de desnudo en la que mostró sus glúteos. "Estoy seguro de que no será la última vez que me quite la ropa", dijo Tatum. La película fue dirigida por Michael Sucsy y contó la historia basada en un hecho real de una pareja casada, que tienen un grave accidente automovilístico, que deja en coma a la esposa Paige, la cual al despertarse no recuerda a su marido y este trata de ganarse de nuevo el amor de ella.

En 2012 se estrenó la comedia Magic Mike, sobre el mundo de los estríperes (estriptis masculino), protagonizada por Tatum y Matthew McConaughey.

El 6 de febrero de 2015, actuó junto a la actriz Mila Kunis, en la película El destino de Júpiter (Jupiter Ascending), donde interpreta Caine Wise.