Το 1953 έλαβε μέρος σε μαθητικό διαγωνισμό ζωγραφικής, όπου του απονεμήθηκε το πρώτο βραβείο, το οποίο συνοδευόταν από το χρηματικό έπαθλο των 500.000 δρχ. «δια την οικονομικήν ενίσχυσιν προς περαιτέρω σπουδάς του απόρου μαθητού της ΣΤ΄ τάξεως του 7ου Δημοτικού Σχολείου Θεσσαλονίκης της Εκπ. Περιφέρειας Χρόνη Μπότσογλου αριστεύσαντος και έχοντος κλίσιν προς την ζωγραφικήν και ποίησιν». Ένα χρόνο αργότερα, με την καθοδήγηση και υποστήριξη του ξαδέλφου του φιλολόγου, Κώστα Μπότσογλου, γράφτηκε στο Πειραματικό Σχολείο Θεσσαλονίκης, όπου έλαβε μία υψηλού επιπέδου εκπαίδευση. Παράλληλα, έγινε μέλος του Συλλόγου Ερασιτεχνών Ζωγράφων και Γλυπτών της Θεσσαλονίκης (έως και το 1956) και ξεκίνησε να παίρνει συμβουλές ζωγραφικής από τον αυτοδίδακτο Κώστα Βασιάδη. Το ίδιο διάστημα έρχεται σε επαφή με εικονογραφημένα περιοδικά τέχνης των αρχών του 20ού αιώνα, μέσα από τα οποία γνωρίζει σε ασπρόμαυρες αναπαραγωγές τις συμμετοχές στα Σαλόν του Παρισιού. Αργότερα, άρχισε να διαβάζει το περιοδικό Ζυγός, όπου έβλεπε μεταξύ άλλων τα έργα των Γ. Μπουζιάνη, Θ. Τριανταφυλλίδη κ.ά. Εκείνα τα χρόνια, δέχθηκε παραγγελίες για πορτρέτα και έκανε εικονογραφήσεις για το Μακεδονικό Ημερολόγιο, που εξέδιδε ο Γιάννης Σφενδόνης. Μέσα από μία οξεία και καθαρή παρατήρηση του περιβάλλοντός του, δημιούργησε τα έργα Το κοτέτσι (1954), Το κομοδίνο (1954), Η βρύση (1954), καθώς και την Κουζίνα (1954), το οποίο αργότερα, το 1976, ενσωμάτωσε στο έργο Η Ραπτομηχανή.

Το 1960 εγκαταστάθηκε στην Αθήνα, όπου ξεκίνησε προετοιμασία για τις εισαγωγικές εξετάσεις στην Ανωτάτη Σχολή Καλών Τεχνών στο φροντιστήριο του Πάνου Σαραφιανού. Την ίδια χρονιά μπήκε στο προκαταρκτικό της ΑΣΚΤ με δάσκαλο τον Γ. Μαυροΐδη (1960-61), συνεχίζοντας παράλληλα να μαθητεύει κοντά στον Σαραφιανό.

Το 1961 ήρθε δεύτερος στις εισαγωγικές της ΑΣΚΤ, κερδίζοντας υποτροφία από το ΙΚΥ και ξεκίνησε να φοιτά στο εργαστήριο του Γ. Μόραλη. Μέχρι και την αποφοίτησή του το 1965 ανέπτυξε συνδικαλιστική δράση στο πλαίσιο του Συλλόγου Σπουδαστών της ΑΣΚΤ. Εκεί συνδέθηκε φιλικά με τους συμφοιτητές του Β. Δημητρέα, Γ. Βαλαβανίδη, Γ. Ψυχοπαίδη, Μ. Θεοφυλακτόπουλο, Λ. Ρόρρο, Λ. Γιαννουλόπουλο, Ν. Παραλή, Γ. Ζιάκα, Β. Κυριάκη, Ρ. Παπασπύρου. Την ίδια χρονιά (1961) συμμετείχε στην Α΄ Πανελλαδική Έκθεση Νέων, που οργανώθηκε από την Πρωτοπορία. Στην κριτική της έκθεσης που δημοσιεύτηκε στο τεύχος 79 του Ιουλίου της Επιθεώρησης Τέχνης, ο Γιώργος Πετρής επισήμανε ότι «ο Χρόνης Μπότσογλου φαίνεται να είναι προικισμένος με ευαισθησία στο χρώμα. Το έργο του είναι αληθινά συγκινημένο, κι έχει μία απήχηση απ' το ηχερό χρωματικό δίδαγμα, που μας άφησε ο αξέχαστος δάσκαλος, ο Γ. Μπουζιάνης».

Το 1963, μαθήτευσε στην τέχνη του βιβλίου για δύο περίπου χρόνια κοντά στον Κώστα Γραμματόπουλο και τον Γιάννη Παπαδάκη στα φροντιστήρια εφαρμοσμένων τεχνών της ΑΣΚΤ. Παράλληλα, συμμετείχε μαζί με τους Ψυχοπαίδη, Βαλαβανίδη, Δίγκα, Κατζουράκη, Δημητρέα και Γιαννουλόπουλο, στην ομάδα του περιοδικού Επιθεώρηση Τέχνης (1954-1967) πλάι στους Γιώργο Πετρή, Κώστα Κουλουφάκο, Δημήτρη Δεσποτίδη, παίρνοντας μέρος στις συζητήσεις, στην έρευνα για την προετοιμασία των θεμάτων, στη σύνταξη κειμένων και στην εικονογράφηση του περιοδικού. Στο τεύχος 97-98 του Ιανουαρίου-Φεβρουαρίου δημοσιεύτηκε στο εξώφυλλο του περιοδικού ακουαρέλα του με τίτλο Δειλινό στον Πόρο (1962), ενώ στο τεύχος Ιουνίου περιλαμβάνεται εικονογράφησή του στο διήγημα του Βασίλη Βασιλικού Οι φωτογραφίες.

Στη συνέχεια, ήταν ακόμα φοιτητής όταν έκανε την πρώτη του ατομική έκθεση στην Αθήνα μαζί με τον Αλέκο Κτενά (1964, Κέντρο Τεχνολογικών Εφαρμογών), με έργα που φανέρωναν επίσης επιρροές από τον Μπουζιάνη, μεταξύ των οποίων οι ελαιογραφίες Ζευγάρι και γέρος με γιασεμιά (1964), Άνθρωπος με γκρι (1964), ο Πεθαμένος (1964). Η Ελένη Βακαλό σε κριτική της έκθεσης που δημοσιεύεται στα Νέα στις 29 Μαΐου επισήμανε ότι «εξαιτίας της ευαισθησίας του και της ευκολίας του είναι δεκτικός επιδράσεων. Από καιρό τώρα Μπουζιανίζει. Και αυτό βέβαια δίνει γοητεία στη ζωγραφική του, αλλά δεν παύει να είναι μανιερισμός, που φαίνεται όταν προσέξουμε πως δεν είναι ολόκληρο το κομμάτι δουλεμένο στην ίδια αντίληψη αλλά μόνο ορισμένα χαρακτηριστικά τυπικά σημεία». Επίσης το 1964, συμμετείχε σε έκθεση των σπουδαστών της ΑΣΚΤ, με έργα στα οποία αναζητούσε τρόπους αναπαράστασης καθημερινών βιομηχανικών αντικειμένων (Λαβομάνο, Καμπίνες, Θερμοσίφωνο, Μπαλκονόπορτα).

Συνέχισε τις σπουδές του στην Ecole des Beaux Arts στο Παρίσι (1969-1972, με κρατική υποτροφία). Σε αυτό το διάστημα η ζωγραφική του έγινε πιο ρεαλιστική και συνδέθηκε με την πολιτική του στράτευση. Σε ανάλογο πνεύμα, συμμετείχε (μαζί με τους Γ. Βαλαβανίδη, Κ. Δίγκα, Κ. Κατζουράκη και Γ. Ψυχοπαίδη) στην ίδρυση και τις εκθέσεις της ομάδας «Νέοι Έλληνες Ρεαλιστές» (1971-1973), η οποία παρουσίασε (στην Ελλάδα) έργα με κριτικό περιεχόμενο, κατά την περίοδο της δικτατορίας.

Η συμμετοχή σε συλλογικές δραστηριότητες είχε ξεκινήσει πριν από τη δικτατορία, όταν ήταν μέλος της «Ομάδας Τέχνης Α» και συνεργαζόταν με την Επιθεώρηση Τέχνης. Συνεργάστηκε επίσης με το Ελεύθερο Θέατρο (1973), το «Κέντρο Εικαστικών Τεχνών» (1974-1976) και, αργότερα, έγινε μέλος της «Ομάδας για την Επικοινωνία και την Εκπαίδευση στην Τέχνη» και του «Κέντρου Χαρακτικής».

Η ρεαλιστική περίοδος της ζωγραφικής του, πέρα από το προφανές ιδεολογικό της υπόβαθρο, ήταν και μια περίοδος έρευνας στο πεδίο της σχεδιαστικής και χρωματικής συγκρότησης της ανθρώπινης μορφής μέσα στον εικαστικό χώρο. Σε αυτό τον τομέα θα επικεντρωθεί το ενδιαφέρον του τα επόμενα χρόνια. Προς το τέλος της δεκαετίας του 1970, καθώς η πολιτική του δραστηριότητα ατονεί, οι καλλιτεχνικές του αναζητήσεις διευρύνονται. Η απόδοση του χώρου σε δυναμική αλληλεξάρτηση με την ανθρώπινη παρουσία, αναδεικνύει τη βιωματική διάσταση της ζωγραφικής του και επιτρέπει τη συγκινησιακή φόρτιση των μορφών και τη βαθμιαία κυριαρχία των αυτοβιογραφικών στοιχείων. Το έργο του παρουσιάζεται σε συνεχόμενες θεματικές ενότητες, με κύρια χαρακτηριστικά τις υπαρξιακές αναφορές, την εξαντλητική επεξεργασία της μορφής και τη σωματικότητα του ζωγραφικού υλικού. Συχνά η ζωγραφική του συνυπάρχει με γλυπτά έργα.

Το 1989 εκλέχτηκε καθηγητής στην ΑΣΚΤ, όπου διετέλεσε Πρύτανης (2001-2005) και δίδαξε ως το 2008. Έκανε περισσότερες από εικοσιπέντε ατομικές και πολλές δεκάδες ομαδικές εκθέσεις στην Ελλάδα και στο εξωτερικό. Συμμετείχε στη Μπιενάλε του Sao Paulo (1969) και στη Μπιενάλε Χαρακτικής (Χαϊδελβέργη, 1988). Αναδρομικές του εκθέσεις παρουσιάστηκαν στη Δημοτική Πινακοθήκη Ρόδου (1986), στο Βαφοπούλειο Πνευματικό Κέντρο (Θεσσαλονίκη, 1991), στην Πινακοθήκη Κυκλάδων (Ερμούπολη, 2008) και στο Εθνικό Μουσείο Σύγχρονης Τέχνης (Αθήνα, 2010).

Εικονογράφησε ποιητικές συλλογές και συνεργάστηκε με λογοτέχνες και θεωρητικούς, δημοσιεύοντας τακτικά κείμενά του. Έχει εκδώσει τρία βιβλία και ένα λεύκωμα με έργα φτιαγμένα σε υπολογιστή (2007). Το 2009 εκδόθηκε μονογραφία για το έργο του.