ฉัตรชัย มีชื่อเล่นว่า หนึ่ง เกิดเมื่อวันที่ 5 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2513 ที่จังหวัดนครราชสีมา แต่ครอบครัวได้ย้ายมาอยู่ที่เขตคลองเตย กรุงเทพมหานคร ตั้งแต่ฉัตรชัยอายุ 4 ขวบ ฉัตรชัยเริ่มชกมวยครั้งแรกในแบบมวยไทยในชื่อ "หนึ่งธรณี เพชรยินดี" จากการบังคับของพ่อ โดยเป็นนักมวยในสังกัดของ "เสี่ยเน้า" วิรัตน์ วชิรรัตนวงศ์ ก่อนจะหันมาชกมวยสากลสมัครเล่น ขณะที่ศึกษาอยู่ระดับชั้นมัธยมศึกษาที่โรงเรียนผะดุงศิษย์พิทยา ชกแข่งขันในนามโรงเรียน ประสบความสำเร็จอย่างยิ่ง และได้ติดทีมชาติในที่สุด เข้าแข่งขันกีฬาระดับนานาชาติหลายครั้ง ทั้งโอลิมปิก, เอเชียนเกมส์ และซีเกมส์ แต่ไม่ประสบความสำเร็จถึงขั้นสูงสุด โดยเฉพาะในการแข่งขันโอลิมปิกฤดูร้อน 1988 ที่โซล ประเทศเกาหลีใต้ ฉัตรชัยขึ้นชกในรุ่นไลท์ฟลายเวท รอบแรก ได้บาย รอบสอง ชนะ หลุยส์ โรลอน จากเปอร์โตริโก เมื่อ 21 กันยายน พ.ศ. 2531 รอบสาม ชนะ เมาริซ ไมนา จากเคนยา เมื่อ 25 กันยายน พ.ศ. 2531 รอบ 8 คนสุดท้าย แพ้ โรแบร์ต อิซอสเซกิ จากฮังการี ตกรอบ เมื่อ 27 กันยายน พ.ศ. 2531[1] ทั้ง ๆ ก่อนชก ฉัตรชัยถือเป็นนักมวยความหวังอันดับหนึ่ง[2]จึงหันมาชกมวยอาชีพ