Née à Paris, filleule de la couturière Madeleine Vionnet d'où son prénom, Madeleine Chapsal se réfugie en Suisse avec sa famille lors du second conflit mondial. C'est là qu'elle rencontre Jean-Jacques Servan Schreiber qu'elle épouse en 1945. A ses côtés, elle participe à la création de L'express. Malgré leur séparation en 1960, elle restera toujours très proche de JJSS et des enfants que ce dernier aura avec sa seconde épouse.
Licenciée en 1972 par le nouveau rédacteur en chef de L'express, Madeleine Chapsal se lance dans l'écriture et publie en 1973 son premier roman, Un été sans histoire. Le succès sera là et désormais, Madeleine Chapsal consacrera son temps à l'écriture alternant romans et essais souvent inspirés de sa propre existence.
Parallèlement, mais plus discrètement, elle écrit aussi pour les enfants, peint et dessine.
De par son métier initial de journaliste puis par son écriture, elle côtoie tous les grands noms de la politique et du milieu littéraire. En 1981, elle intègre le jury du Prix Femina qu'elle quittera avec fracas en 2006, regrettant le manque d'indépendance des jurés au profit de Gallimard.
Parmi ses principaux livres, Un homme infidèle, La maison de Jade, adapté au cinéma, Une femme heureuse, ou encore Dans la tempête et La mort rôde.
En 2015, tout en annonçant la rédaction de ses Mémoires, elle publie chez Flammarion un recueil de nouvelles sur le thème de l'amour et du désir, La voiture noire du désir.