Damien Sayre Chazelle (Providence (Rhode Island), 19 januari 1985) is een Amerikaans filmregisseur, scenarioschrijver en filmproducent.
Damien Chazelle werd in 1985 geboren in Providence (Rhode Island) als de zoon van Celia Martin en Bernard Chazelle. Zijn vader is een Franse computerwetenschapper die hoogleraar is aan de Amerikaanse Princeton-universiteit. Zijn moeder is een Amerikaanse historica van Brits-Canadese afkomst die middeleeuwse geschiedenis doceert aan The College of New Jersey. Chazelle heeft een jongere zus, actrice Anna Chazelle.
Hij groeide op in Princeton (New Jersey) waar hij ondanks zijn katholieke opvoeding vier jaar les volgde aan een joodse school. Later sloot hij zich aan bij Princeton High School, waar hij naast film ook een passie voor (jazz)drummen ontwikkelde: "Ik dacht niet dat ik er carrière mee kon maken, maar om een of andere reden werd het mijn leven en sloot ik me zomer na zomer op in mijn kamer om acht uur per dag te oefenen, en greep ik elke kans om te kunnen drummen." Zijn passie voor drummen werd er aangewakkerd door de veeleisende muziekleraar Anthony Biancosino. Deze periode uit zijn leven diende later als inspiratie voor de muziekfilm Whiplash (2014).