นายเฉลิมชัย ศรีอ่อน เกิดเมื่อวันที่ 7 มี.ค.2508 เป็นคนสามร้อยยอด อ.ปราณบุรี จ.ประจวบคีรีขันธ์ คนส่วนใหญ่มักเรียก “พี่ต่อ” เริ่มต้นเส้นทางการเมืองด้วยการเป็นสมาชิกสภาจังหวัดประจวบคีรีขันธ์ (ส.จ.) เป็นเวลา 10 ปี (พ.ศ.2533-2543) เป็นประธานสภาจังหวัดประจวบคีรีขันธ์ (พ.ศ.2538-2540)
อ่าน : ด่วน! 21 สส.ดัน “เฉลิมชัย” นั่งหัวหน้าพรรคประชาธิปัตย์คนที่ 9
เข้าสู่เวทีการเมืองระดับประเทศด้วยการเป็น สส.ประจวบคีรีขันธ์ ครั้งแรกในการเลือกตั้ง พ.ศ.2544 และได้รับการเลือกตั้งต่อมาในปี 2548, 2550 และ 2554
เฉลิมชัย ศรีอ่อน ดำรงตำแหน่งรองหัวหน้าพรรคประชาธิปัตย์ ดูแลพื้นที่ภาคกลาง ต่อมาในการปรับ ครม. รัฐบาลนายอภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ เฉลิมชัยได้รับตำแหน่ง รมว.แรงงาน แทน ไพฑูรย์ แก้วทอง
นายเฉลิมชัย ศรีอ่อน ขณะร่วมกันช่วยหาเสียง พร้อมกับ นายอภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ และ นายนราพัฒน์ แก้วทอง
ต่อมาในปี 2562 เขาลงสมัครรับเลือกตั้งในพื้นที่ จ.ประจวบคีรีขันธ์ ในการเลือกตั้งทั่วไป แต่ไม่ได้รับเลือกตั้ง เขาแพ้ให้กับพรเทพ วิสุทธิ์วัฒนศักดิ์ จากพรรคเพื่อไทย ไปเพียง 106 คะแนน แต่ในการเลือกตั้งครั้งนั้น พรรคประชาธิปัตย์ก็ไม่สามารถชนะการเลือกตั้งดั่งที่ประกาศไว้ได้ นายอภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ ในฐานะหัวหน้าพรรค จึงประกาศลาออกรับผิดชอบต่อผลคะแนน ทำให้คณะกรรมการบริหารพรรคต้องพ้นจากตำแหน่งทั้งคณะ
หลังจากนั้นวันที่ 15 พ.ค. ในปีเดียวกัน สมาชิกพรรคก็ได้ลงมติให้ “เฉลิมชัย” ดำรงตำแหน่งเลขาธิการของพรรค
อ่าน : “เฉลิมชัย” ขอถก สส. ก่อนตัดสินใจชิงหัวหน้าประชาธิปัตย์
ในรัฐบาล พล.อ.ประยุทธ์ จันทร์โอชา เฉลิมชัยได้รับแต่งตั้งเป็น รมว.เกษตรและสหกรณ์ และเป็นกรรมการศูนย์บริหารสถานการณ์การแพร่ระบาดโรคติดต่อไวรัสโคโรนา 2019 ประธานกรรมการในคณะกรรมการกองทุนฟื้นฟูและพัฒนาเกษตรกร
หลังจากพ้นตำแหน่ง รมว.เกษตรและสหกรณ์ เมื่อวันที่ 5 ก.ย.2566 นายเฉลิมชัย แจงบัญชีทรัพย์สินพร้อมคู่สมรส มีทรัพย์สินรวม 102,537,251.90 บาท และมีหนี้สิน 10,530,001 บาท
ส่วนของนายเฉลิมชัย มีทรัพย์สิน 43,281,189.04 บาท และ หนี้สินเป็นเงินกู้จากพี่สาว 10,000,000.00 บาท ขณะที่คู่สมรสมีทรัพย์สิน 59,256,062.86 บาท และ หนี้สิน 530,001.00 บาท
ถือว่า เฉลิมชัย และ คู่สมรส ได้ยื่นบัญชีทรัพย์สินและหนี้สินของคณะรัฐมนตรีในรัฐบาล พล.อ.ประยุทธ์ จันทร์โอชา กรณีเข้ารับตำแหน่งเมื่อวันที่ 16 ก.ค.2562 มีทรัพย์สินรวม 97,204,912 บาท หนี้สิน 10,000,000 บาท
อ่าน : ไม่แปลกใจ! “ชวน” ปูด 21 สส.ยกเก้าอี้ “เฉลิมชัย” นั่งหัวหน้าปชป.