اولوسوی درمنطقه باقرکوی، استانبول، ترکیه متولد شد. خانواده مادری او از ریشه بوسنیایی و خانواده پدری اش ریشه ترک دارد که از بلغارستان مهاجرت کرده‌اند (اقلیت قومی ترک در بلغارستان که به ترکیه مهاجرت کرد). او یک برادر کوچکتر به نام آتالای دارد. پس از فارغ‌التحصیل شدن از دبیرستان، اولوسوی ابتدا در رشته طراحی منظر در دانشگاه استانبول به تحصیلات خود را ادامه داد؛ و در دوران دانشجویی از سن ۱۹ سالگی به عنوان یک مدل شورع به کار کرد. در سال ۲۰۱۰، برنده مسابقه مدلینگ در ترکیه شد و به عنوان بهترین مدل ترکیه در این سال لقب گرفت و در همین شب به عنوان بهترین مدل سال نیز انتخاب شد. در همان زمان نیز در کلاس‌های بازیگری که توسط آیلا آلگان برگزار می‌شد، شرکت نمود. او اولین پیشنهاد بازیگری اش را برای بازی در نقش اصلی مجموعه تلویزیونی فریحا دریافت کرد. در همان سال، اولین فیلم سینمایی اش به نام عقاب‌های آناتولی در نقش مکمل به ایفای نقش پرداخت. اولوسوی در سریال فریحا در نقش امیر صراف اوغلو به عنوان بازیگر نقش اصلی مرد ظاهر شد. در حالی که دو فصل اول موفق بودند، پس از فصل دوم به علت جدایی بازیگر نقش اصلی زن سریال هازل کایا بیننده‌های این سریال به شدت کاهش یافتند. فصل سوم تحت عنوانی دیگر به نام راه امیر (Emir’in Yolu) بر روی آنتن رفت که به موفقیت کمتری دست پیدا کرد و پس از ۱۳ قسمت، ادامه ساخت این سریال در سال ۲۰۱۲ لغو شد.
در سال ۲۰۱۲، اولوسوی همچنین در یک فیلم کوتاه به نام پارانویا (Paranoia) بازی کرد؛ و از سال ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۵، اولوسوی در نقش اصلی سریال جزر و مد که اقتباسی از سریال آمریکایی او. سی است در نقش یامان کوپر با سرنای ساریکایا هم بازی شد.
از سال ۲۰۱۶ تا ۲۰۱۷، اولوسوی در سریال نفوذی Içerde (بر اساس فیلم سینمایی از دست رفته) در نقش اصلی ظاهر شد.
در سال ۲۰۱۶ اولوسوی خانه ای در سانتا مونیکا، کالیفرنیا خرید.
او در سال ۲۰۱۱ با پروژه ″ اسمت را فریحا گذاشتم ″ با نقش امیر صراف اوغلو در شبکه شوتیوی ظاهر شد که دو فصل به طول انجامید. این سریال در پایان فصل اول به علت جدایی بازیگر نقش اصلی زن سریال هازال کایا با اُفت بیننده مواجه شد و در فصل دوم، با تغییر اسم سریال و تغییر مسیر داستان به کارش ادامه داد و چاتای اولوسوی با گیزم کاراجا همبازی شد که پس از مدت کوتاهی به دلیل اُفت شدید بیننده به انتها رسید. وی همچنین در همان سال، در فیلم سینمایی ″عقاب‌های آناتولی″ نیز در کاراکتر احمد اونور ایفای نقش کرد و مورد توجه قرار گرفت.
وی پس از توافق با شرکت فیلم سازیِ ″ آی پاپیم ″ با سریال جزر و مد از سال ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۵ در شبکه استار تیوی جلوی بینندگان ظاهر شد. چاتای اولوسوی در سریال جزر و مد با سرنای ساریکایا همبازی شد و با ایفای نقش کاراکتر یامان کوپر مورد توجه همگان قرار گرفت و با بازی تحسین برانگیزش همه نگاه‌ها را به سوی خود جذب کرد. چاتای در سال ۲۰۱۵ درمراسم پروانه طلایی به عنوان بهترین بازیگر مرد سال ترکیه انتخاب شد. طبق گفته خبرنگاران چاتای اولوسوی و سرنای ساریکایا در سر فیلمبرداری سریال عاشق هم شده و مدتی با هم رابطه داشته‌اند.
چاتای در سال ۲۰۱۵ مجدداً با کمپانی ” آی یاپیم” به توافق رسید و این بار در فیلم ” جنون عسلی” با کاراکتر ” باریش آیاز ″ که در این فیلم همبازیش لیلا لیدیا بود در پرده سینما ظاهر شد. او همچنین با خواندن ترانه mutlu sonsuz (خوشبختی بی پایان) در فیلم Delibal مورد محبوبیت و توجه بسیاری قرار گرفت.
سومین همکاری چاتای و شرکت آی پاپیم در پایان سال۲۰۱۶ صورت گرفت که چاتای با کاراکتر سارپ ییلماز در سریال نفوذی جلوی دوربین رفت و مورد توجه بسیاری قرار گرفت، به طوری که این سریال در ریتینگ هفتگی سریال‌ها در ترکیه همواره اول بود. در پی این همه شهرت، شرکت فیلم‌سازی Netfilix که تا آن زمان در ترکیه فعالیت نکرده بود، به چاتای اولوسوی درخواست همکاری داد و چاتای نیز پس از بررسی این پیشنهاد را قبول کرد و با اشتراک گذاشتن فیلمی از خودش در صفحه اینستاگرامش تأیید کرد که این ماجرا صحت دارد. او هم‌اکنون در حال بازی کردن نقش هاکان در سریال “The Protector” محافظ است.
چاتای اولوسوی در حال حاضر با دریافت پانصدهزارلیر ترکیه برای هر قسمت چهل و پنج دقیقه ای سریال محافظ گران ترین بازیگر ترکیه است.
در سال ۲۰۱۶، اولوسوی به عنوان چهره تبلیغاتی برند پوشاک کالینز در ترکیه معرفی شد و در اولین فیلم تبلیغاتی اش با مدل ویکتوریا سیکرت، تیلور هیل در آگهی تبلیغاتی این برند به نام Bize Uyar (به ما هشدار میده) هم بازی شد.