Auf der Mondial de l’Automobile 2004 wurde erstmals ein Konzeptfahrzeug unter dem Namen Chevrolet S3X vorgestellt dessen Formgebung dem Captiva ähnelt. Das Serienfahrzeug wurde formal erstmals auf dem Genfer Auto-Salon 2006 gezeigt. Der Captiva teilt sich die gleiche Plattform (GM Theta) und viele Teile mit dem Opel Antara, Saturn Vue und dem Holden Captiva. Die Markteinführung erfolgte im Oktober 2006.

Er ist mit einem vom italienischen Motorentwickler VM Motori entwickelten 2,0-Liter-Vierzylinder-Common-Rail-Turbodieselmotor mit den Leistungsstufen 93 kW oder 110 kW lieferbar. Der kleine Dieselmotor mit der maximalen Leistung von 93 kW ist nicht für den deutschen Markt vorgesehen.

Bei den Ottomotoren gibt es den 2,4-l-Reihenvierzylinder-Motor mit einer maximalen Leistung von 100 kW (136 PS) und den 3,2-l-Sechszylinder-V-Motor mit einer maximalen Leistung von 169 kW (230 PS). Für die Ottomotorvarianten ist als Option eine Autogasanlage bestellbar. In der Basisversion ist der Wagen mit Frontantrieb ausgestattet und ab der Ausstattungsvariante LT mit Allradantrieb zu haben.

Er war eines der ersten europäischen Chevrolet-Modelle, die mit dem elektronischen Stabilitätsprogramm ESP ausgerüstet sind. Im Gegensatz zum Schwestermodell von Opel ist der Chevrolet Captiva auch mit 7 statt 5 Sitzen erhältlich.

Am 5. Dezember 2013 gab Chevrolet bekannt, sich zum Jahresende 2015 aus dem westeuropäischen Markt weitgehend zurückzuziehen, was in Deutschland aber schon Mitte 2014 geschah. Dies sollte die Marke Opel im kontinentaleuropäischen Markt stärken.

Anfang 2011 wurde der Captiva überarbeitet. Diese Modifikationen verschafften dem Modell einen größeren markentypischen Kühlergrill sowie neue sparsamere Motoren. In dieser Form wurde das Fahrzeug formal erstmals auf der Mondial de l’Automobile 2010 gezeigt.

Im Frühjahr 2013 und formaler Premiere auf dem Genfer Auto-Salon desselben Jahres[8] erhielt der Captiva im Zuge einer weiteren Modellpflege folgendes:

veränderte Kühlergrills (andere Wabenstruktur)
neue Schürzen
Heckleuchten in LED-Technik
neue 18"-Leichtmetallräder
leichte Modifikationen der Instrumente und Schalter
überarbeitetes Infotainmentsystem
optionale Beleuchtung des Fußraums
optionales Keyless-Entry-System
in der einfachsten Ausstattungsvariante ist das Heckklappenglas nicht mehr zu öffnen

Auf der Dubai International Motor Show 2015 wurde eine weitere überarbeitete Version des Captiva für das Modelljahr 2016 vorgestellt.