Родился 29 января 1913 года в селе Чохатаури (ныне посёлок городского типа Чохатаурского района Грузии). Окончил 7 классов и сельскохозяйственный техникум (в 1933 году). Работал экспедитором и одновременно учился в Тбилисском аэроклубе. С сентября 1935 года в рядах Красной Армии. В 1937 году окончил Качинскую военную авиационную школу лётчиков. Служил в 43-м ИАП (ВВС Киевского особого военного округа). С 22 июня 1941 года на фронтах Великой Отечественной войны в составе того же 43-го ИАП. Летал на И-16 и Як-1.

31 июля 1941 года командир звена 43-го истребительного авиационного полка (ВВС 21-й Армии, Юго-Западный фронт) лейтенант Ч. К. Бенделиани в составе 4 И-16 провёл бой с большой группой самолётов противника. Израсходовав боеприпасы, тараном уничтожил истребитель Ме-109. Сам покинул повреждённый самолёт и приземлился на парашюте в расположении наших войск.

С ноября 1942 года воевал в 237-м ИАП (3 февраля 1943 года преобразован в 54-й Гвардейский ИАП). Летал на Як-1 и "Аэрокобре".

К июлю 1943 года штурман 54-го Гвардейского истребительного авиационного полка (1-я Гвардейская истребительная авиационная дивизия, 16-я Воздушная армия, Центральный фронт) Гвардии майор Ч. К. Бенделиани совершил 385 боевых вылетов, в 72 воздушных боях сбил лично 6 и в составе группы 12 самолётов противника. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 24 августа 1943 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 1741).

20 июля 1944 года заместитель командира 54-го Гвардейского ИАП (6-я Воздушная армия, 1-й Белорусский фронт) Гвардии майор Ч. К. Бенделиани был тяжело ранен в воздушном бою, сумел посадить подбитый самолёт возле переднего края и умер от ран. Всего совершил 410 боевых вылетов, провёл 76 воздушных боёв, в которых сбил лично 8 и в составе группы 12 самолётов противника.

Похоронен в селе Бытень (Ковельский район Волынской области Украины). 2 ноября 1965 года приказом Министра обороны СССР навечно зачислен в списки авиационного полка. В городе Ковель (Волынская область) на мемориале Славы установлен барельеф Героя. Его имя носят улицы в городах Луцк (Волынская область) и Тбилиси (Грузия), сельскохозяйственный техникум в посёлке городского типа Чохатаури. Имя Ч. К. Бенделиани выбито на стеле на Аллее Героев в Волгограде.

Награждён орденами: Ленина (19.07.1942, 24.08.1943), Красного Знамени (09.12.1941), Отечественной войны 1-й степени (19.08.1944, посмертно), Отечественной войны 2-й степени (28.01.1943); медалями.