Il più celebre membro della casa è Agostino, detto il Magnifico (1465-1520), vissuto al tempo di papa Leone X, banchiere della corte romana e generoso mecenate, amico di Pietro Bembo, del Giovio e dell'Aretino. Stabilitosi a Roma commissionò a Raffaello e al Sodoma gli affreschi della villa detta poi la Farnesina perché acquistata nel 1579 dai Farnese, fece decorare da Raffaello la Cappella Chigi in Santa Maria della Pace e, insieme con Sebastiano del Piombo, la Cappella di Santa Maria del Popolo dove fu sepolto. Alla morte di Agostino, che aveva annodato relazioni commerciali e bancarie pressoché in tutta Europa, succedette un periodo di decadenza della famiglia, che si risollevò per opera del cardinale Fabio, poi papa Alessandro VII (1655). Da un nipote del pontefice, Agostino, che nel 1658 ebbe il titolo di principe di Farnese, nel 1659 dall'Imperatore Leopoldo I quello di principe del Sacro Romano Impero, nel 1661 quello di principe di Campagnano e nel 1662 di duca di Ariccia, discesero i Chigi di Roma, che ebbero fra i membri più famosi Sigismondo (1649-1677), cardinale; Agostino (1710-1769), che sposò Giulia Albani assicurando alla famiglia l'eredità degli Albani al loro estinguersi (1852); Flavio (1810-1885), nunzio apostolico a Monaco e a Parigi e cardinale (1873).

Nel 1712 i Chigi ebbero i titoli di maresciallo della Chiesa e di custode del Conclave, che divennero ereditari nella famiglia. Da Benedetto Chigi, vissuto nel secolo XV, discese il ramo dei Chigi di Siena, i cui rappresentanti più notevoli furono il musicista e uomo politico Scipione (1584-1633) e Carlo Corradino (1802-1881), ufficiale della marina sarda, poi governatore dell'Elba per conto del granduca di Toscana (1840-46), combattente di Curtatone nel 1848 e senatore del regno d'Italia dal 1860. A incominciare dal figlio Fabio (1848-1906) il ramo assunse il nome di Chigi-Saracini-Lucarini. Dal cardinale Flavio Chigi, nipote di Alessandro VII, che lasciò i suoi beni e titoli al nipote Bonaventura (1693), derivò il ramo dei Chigi-Zondadari di Siena; da Francesco Chigi, fratello di Agostino il Magnifico, discesero infine i Chigi Montoro di Viterbo.

Il celebre Palazzo Chigi a Roma fu eretto sul finire del secolo XVI su disegni di Giacomo Della Porta, modificati in seguito dal Maderno; fu sede dell'ambasciata austriaca fino al 1915; dopo la prima guerra mondiale divenne proprietà del Governo italiano, sede del Ministero delle Colonie, poi di quello degli Esteri (1923) e infine della Presidenza del Consiglio dei Ministri (1961). All'interno di esso è contenuta la celebre biblioteca Chigiana, fondata a Roma nel 1660 da Fabio Chigi, poi papa Alessandro VII (1655-1667), che sistemò in una sala del suo palazzo, già di proprietà degli Aldobrandini, la biblioteca di famiglia iniziata con grande dovizia di mezzi da Agostino Chigi il Magnifico verso la fine del secolo XV.