Après une formation de dessin académique, Rémi Chayé travaille quelques années comme illustrateur. Il découvre un peu par hasard le dessin animé et se forme aux métiers de storyboarder et layout-man.
En 2003, il intègre La Poudrière, école du film d'animation, puis devient storyboarder et assistant-réalisateur sur quelques longs métrages. Tout en haut du monde (2016), dont il est aussi l’auteur graphique, est sa première réalisation. Avec une grande partie de la même équipe, il revient en 2020 avec Calamity, une enfance de Martha Jane Cannary.