Chie Nagai wurde in Chiba, Japan, geboren und hatte Klavierunterricht ab vier, Oboenunterricht ab zehn und Gesangsunterricht ab 17 Jahren. Nach dem Studium (M.MUS) im Fach Gesang an der Musashino Academia Musicae in Tokyo legte sie an der Musikakademie Kassel bei Ruth Altrock die Künstlerische Reifeprüfung im Fach Gesang ab und an der Musikhochschule Frankfurt das Diplom im Fach Elementare Musikpädagogik (EMP).
Sie ist Mitglied von Interrogation Quartet - Ensemble für Experimentelle Kammermusik Kassel, mit dem sie als Interpretin und Komponistin bei den 31. Tagen Neuer Musik in Weimar auftrat.
Chie Nagai hat als Interpretin mit den Komponisten Christian Wolff, Charlotte Saither, Alois Bröder, Hyunbae Lee, Gabriel Fischer und Yoshinao Kobayashi zusammengearbeitet.
Darüber hinaus sang Sie die Titelrolle der historischen Uraufführung der Almira von Ruggiero Fedeli in Kassel in 2013.
Im Bereich der frei improvisierten Musik hat sie mit Eddie Prévost, Ken Ikeda, Jorge Bachman, Jaroba, Ulrike Lentz, Martin Speicher, Sam Andreae, Daniel Kordik, Edward Lucas, Shih-Yang Lee,
Liping Ting, Hada Benedito und vielen anderen konzertiert. Sie spielt regelmäßig komponierte Musik im Duo mit Ayako Ito (Klavier) und Gertrud Weyhofen (Mandoline), und im Duo mit Joshua Weitzel.