"Chasing Cars" được phát hành dưới dạng đĩa đơn lồng ghép vào đầu tháng 6 với video được biên tập lại với các clip của Grey's Anatomy. Bất chấp video không nhận được sự quan tâm rộng rãi, một phiên bản thứ ba được quay dành cho phiên bản đĩa đơn chỉnh lý của bài hát. Ngày 13 tháng 9 năm 2006, tức chỉ một ngày sau bản DVD mùa hai của Grey's Anatomy được phát hành, nó vươn cao trên các bảng xếp hạng kĩ thuật số để trở thành bài hát được download nhiều nhất trên iTunes Store Hoa Kỳ.[cần dẫn nguồn]

Bài hát phát hành dưới dạng đĩa đơn download-only vào ngày 17 tháng 7 năm 2006 và gia nhập UK Singles Chart vào ngày 29 tháng 7 ở vị trí thứ 25. Bài hát tiếp tục phát hành dưới dạng đĩa cứng vào ngày 24 tháng 7, điều giúp đưa bài hát lên tiếp vị trí 15, và sáu tuần sau leo lên tới vị trí cao nhất, vị trí thứ 6. Tuy vậy, bảy tuần sau, vào tháng 11 đĩa đơn CD bị xóa bỏ theo luật xếp hạng đang chiếm ưu thế thời điểm đó. Bài hát bị loại khỏi bảng xếp hạng 2 tuần sau đó để đạt tổng số 17 tuần trên BXH. Bài hát không có mặt trên BXH trong 7 tuần cho tới tháng 1 năm 2007. Điều lệ xếp hạng thay đổi đồng nghĩa tất cả các lượt tải, tính hoặc không tính lượt tải đĩa cứng, đều được quyền xếp hạng. "Chasing Cars" trở lại vị trí trong top 10 (hạng thứ 9), và tại vị trên bảng xếp hạng trong 48 tuần, hoàn toàn dựa trên lượng download, trước khi biến mất một lần nữa vào tháng 12 năm 2007. Sau ba tuần vắng bóng, bài hát lại trở lại vào tháng 1 năm 2008 trong 13 tuần tiếp theo, nhưng chỉ đạt cao nhất ở hạng 50. Bài hát sau đó vị gạt ra lần thứ ba, rồi tiếp tục trở lại top 75 vào tháng 6, tháng 8, tháng 10 và 11 năm 2008, tháng 11 năm 2009, tháng 1 và tháng 12 năm 2010, tháng 3, tháng 7 và 12 năm 2011. Bài hát tiếp tục trở lại vào ngày 24 tháng 8 năm 2013, xếp ở vị trí thứ 66 trước khi lên thứ 60 một tuần sau, và tiếp tục leo lên tiếp hạng 47 tuần sau nữa để đưa tổng số tuần trong top 75 của UK Singles Chart lên con số 111, trở thành bài hát trụ lại bảng xếp hạng lâu thứ 2 mọi thời đại, chỉ kém "My Way" của Frank Sinatra (124 tuần). Bản đĩa CD của "Chasing Cars" chỉ được bán chính thức trong 14 trên tổng số 111 tuần này. Bài hát cũng có 166 tuần trong top 100.[9] Bài hát tiêu thụ bản thứ 1 triệu tại Anh vào tháng 10 năm 2013.[21]

Bản CD không được tung ra tại Úc,[22] nơi bài hát có 10 tuần trong mùa hè 2006/07 ở vị trí quán quân trên Digital Track Chart.[22] Theo quy tắc xếp hạng của ARIA thời bấy giờ, các bài hát chỉ có lượng tiêu thụ nhờ tải xuống không được phép xếp hạng.[22] Khi các điều luật thay đổi vào tháng 10 năm 2007 để cho phép các đĩa đơn chỉ tải (một phần do lượng tải đĩa cứng xuống thấp),[23] "Chasing Cars" dần đánh mất danh tiếng và chỉ đạt được hạng 53.[24] Doanh thu mà nó có trước khi nó được xếp hạng trên BXH đĩa đơn chính thức không được tính.[22] Dẫu vậy, bài hát vẫn tiếp tục có 63 tuần ở nửa sau BXH[25] và được chứng nhận bạch kim ba lần (nhờ có trên 210.000 lượt tải).[26]

"Chasing Cars" được xếp ở vị trí thứ nhất trong cuộc thăm dò vào năm 2006 của đài Virgin Radio nhằm tìm ra Top 500 bài hát mọi thời đại.[27] Nhờ được phát trong bộ phim Grey's Anatomy, bài hát đạt vị trí thứ 5 trên Billboard Hot 100 tại Hoa Kỳ, bài hát top 10 đầu tiên của nhóm tại đây. Bài hát đạt cao nhất ở vị trí thứ 8 trên BXH Modern Rock Tracks. Đây là đĩa đơn tiêu thụ tốt thứ 4 tại Vương quốc Anh trong năm 2006 với tổng cộng 190.000 lượt tải hợp pháp[28] là bài hát được tải nhiều thứ 26 mọi thời đại tính tới tháng 9 năm 2014.[29] "Chasing Cars" cũng là quán quân trên bảng xếp hạng Adult Contemporary trong 2 tuần liên tiếp. Tính tới tháng 2 năm 2015, bài hát bán ra trên 3.900.000 bản tại Hoa Kỳ.[13]