A livello giovanile raggiunge nel giugno 2007 l'ottava posizione mondiale.[2]
Tra le professioniste si fa notare maggiormente per i risultati nel doppio dove conquista tre titoli WTA con tre diverse partner. Partecipa al primo torneo dello Slam qualificandosi per il tabellone principale degli US Open 2009 e, a diciotto anni, supera al primo turno la testa di serie Kaia Kanepi in tre set. Viene tuttavia sconfitta al turno successivo da Magdaléna Rybáriková.
Nel 2010 ripete il risultato agli US Open e arriva al secondo turno sui campi di Wimbledon ma viene eliminata in entrambe le occasioni da Caroline Wozniacki.
All'HP Open 2012 arriva fino alla finale superando ben tre teste di serie, tra le quali la numero uno, Samantha Stosur, in semifinale.[3]. Nel match per il titolo viene tuttavia sconfitta da Heather Watson in tre set.[4]
Nel 2015 ha vinto la medaglia d'oro alle Universiadi in singolare.
^Nell'onomastica cinese il cognome precede il nome. "Chang" è il cognome.
^ itftennis.com, Chang Kai-chen - Junior Profile[collegamento interrotto], su itftennis.com. URL consultato il 12 ottobre 2012.
^ ubitennis.com, WTA Osaka: Chang elimina Stosur! Finale a sorpresa con Watson, su ubitennis.com, 13 ottobre 2012. URL consultato il 14 ottobre 2012.
^ ubitennis.com, Osaka, vince Watson. Primo titolo WTA per la Gran Bretagna dal 1988, su ubitennis.com, 14 ottobre 2012. URL consultato il 14 ottobre 2012.
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(EN) Chang Kai-chen, su wtatennis.com, WTA Tour Inc.