🔻เป็นบุตรคนสุดท้องของพลตำรวจเอก เสน่ห์ สิทธิพันธุ์ อดีตผู้บัญชาการตำรวจนครบาล (ผบช.น.) กับจิตต์จรุง (สกุลเดิม: กุลละวณิชย์) บุตรของพลตำรวจเอก พิชัย กุลละวณิชย์ อดีตรัฐมนตรี ส่วนพลเอก พิจิตร กุลละวณิชย์ อดีตองคมนตรี และอดีตรองผู้บัญชาการทหารสูงสุด มีศักดิ์เป็นอา
🔻เขามีพี่น้องร่วมบิดามารดาสองคน คือ
รศ. ปรีชญา สิทธิพันธุ์ อดีตอาจารย์ประจำภาควิชาสถาปัตยกรรม คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย อดีตอาจารย์ประจำหลักสูตรนานาชาติ ด้านการออกแบบและสถาปัตยกรรม สถาบันบัณฑิพัฒนบริหารศาสตร์
รศ. นพ. ฉันชาย สิทธิพันธุ์ กรรมการแพทยสภาวาระ พ.ศ. 2562–2564 คณบดีคณแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยและผู้อำนวยการโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์สภากาชาดไทย
🔻ชัชชาติสำเร็จการศึกษาระดับมัธยมศึกษาจากโรงเรียนสาธิตจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และโรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา จากนั้นได้เข้าศึกษาต่อด้านวิศวกรรมโยธา จากคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย จนสำเร็จการศึกษาด้วยเกียรตินิยมอันดับ 1 เหรียญทอง และได้รับพระราชทานทุนมูลนิธิอานันทมหิดล ในปี พ.ศ. 2529 เพื่อเข้าศึกษาต่อในระดับปริญญาโทด้านวิศวกรรมโครงสร้างจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ และระดับปริญญาเอกด้านวิศวกรรมโครงสร้างจากมหาวิทยาลัยอิลลินอย เออร์แบนา-แชมเปญจน์ สหรัฐอเมริกา ภายหลังจบการศึกษาได้กลับมาเป็นอาจารย์ที่ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
นอกจากนี้เขายังสำเร็จการศึกษาบริหารธุรกิจมหาบัณฑิต จากจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และยังสำเร็จการอบรมหลักสูตรอีกจำนวนหนึ่ง เช่น หลักสูตรผู้บริหารระดับสูงด้านการบริหารงานพัฒนาเมือง (มหานคร รุ่นที่ 4) วิทยาลัยพัฒนามหานคร มหาวิทยาลัยนวมินทราธิราช และหลักสูตรผู้บริหารระดับสูง สถาบันวิทยาการตลาดทุน (วตท. รุ่นที่ 22)] เป็นต้น
ตำแหน่งผู้ว่าฯกทม 