Lớp tàu tuần dương Tone được chấp thuận cho chế tạo vào năm 1932. Chikuma được thiết kế cho các nhiệm vụ tuần tra trinh sát tầm xa và có thể mang theo một lượng thủy phi cơ lớn. Chikuma được đặt lườn vào ngày 1 tháng 10 năm 1935 tại xưởng đóng tàu của hãng Mitsubishi tại Nagasaki. Nó được hạ thủy vào ngày 19 tháng 3 năm 1938 và được đưa ra hoạt động vào ngày 20 tháng 5 năm 1939.