เมืองชัย กิตติเกษม มีชื่อจริงในอดีตว่า ณัฐวุฒิ จันทวิมล เกิดเมื่อวันที่ 11 พฤศจิกายน พ.ศ. 2511 ที่อำเภอเมือง จังหวัดชัยนาท
เมืองชัยเริ่มต้นการชกมวยด้วยการชกมวยไทยมาก่อน โดยใช้ชื่อว่า "จิ้งจก อู่วิชัยยนต์" จึงมีชื่อที่แฟนมวยเรียกกันจนติดปากว่า "ไอ้จก" เพราะเป็นมวยหมัดหนัก จึงได้รับการสนับสนุนให้มาชกมวยสากล
เมืองชัย หันมาชกมวยสากลได้เพียง 6 ครั้ง ก็ได้มีโอกาสชิงแชมป์โลกในรุ่นจูเนียร์ฟลายเวท ของสหพันธ์มวยนานาชาติ (IBF) กับ เทรซี่ มาคาลอส นักมวยชาวฟิลิปปินส์ ที่สนามมวยเวทีลุมพินี ในปี พ.ศ. 2532 ปรากฏว่า เมืองชัยชนะคะแนนไปแบบไม่เอกฉันท์ ทางฝ่ายมาร์คาลอสยื่นประท้วง ทาง IBF จึงมีมติให้ทั้งคู่พิสูจน์ฝีมือกันใหม่ใน คราวนี้ปรากฏว่าเมืองชัยเป็นฝ่ายชนะน็อกไปในยกที่ 7 จากนั้นจึงป้องกันตำแหน่งไว้ได้ทั้งหมด 3 ครั้ง โดยทุกครั้งชกที่สนามมวยเวทีลุมพินีทั้งสิ้น
ก่อนที่จะเสียแชมป์โลกไปในปี พ.ศ. 2533 เมื่อเดินทางไปป้องกันตำแหน่งที่สหรัฐอเมริกากับ ไมเคิล คาร์บาฮาล นักมวยอันตรายชาวอเมริกัน เมืองชัยเป็นฝ่ายถูกกรรมการจับแพ้ไปในยกที่ 7 เนื่องจากถูกชกล้มแล้วล้มอีกถึง 4 ครั้งด้วยกัน
เมื่อเสียแชมป์โลกไปแล้ว เมืองชัยกลับมาอุ่นเครื่องอีก 2 ครั้ง ก่อนที่จะก้าวขึ้นมาชิงแชมป์โลกอีกครั้งกับนักมวยรุ่นพี่อย่าง สด จิตรลดา ซึ่งมวยคู่นี้เป็นที่สนใจอย่างมากของแฟนมวย เนื่องจากเป็นการพบกันระหว่างนักมวยไทยด้วยกันเอง และทั้งคู่ก็เคยมีเทรนเนอร์คนเดียวกันมาก่อน คือ สุดใจ สัพพะเลข ก่อนการชกหลายฝ่ายคาดคิดว่า สดน่าจะเป็นฝ่ายชนะไปได้ เนื่องจากมีฝีมือดีกว่าและประสบการณ์สูงกว่า แต่เมื่อได้ชกกันจริง ๆ บนเวทีแล้ว เมืองชัยกลับอาศัยสภาพร่างกายที่ดีกว่าเป็นฝ่ายชนะน็อกสดไปได้ในยกที่ 6 ในต้นปี พ.ศ. 2534 ได้แชมป์โลกในรุ่นฟลายเวท ของสภามวยโลก (WBC) เป็นตำแหน่งที่ 2 และเป็นนักมวยไทยคนแรกที่ได้เป็นแชมป์โลก 2 รุ่น
ในการป้องกันตำแหน่งแชมป์ครั้งแรกของเมืองชัย เกือบจะแพ้ เมื่อตลอดทั้ง 12 ยก เป็นฝ่ายมีคะแนนตามหลัง ชาง จุงกู นักมวยชาวเกาหลีใต้ตลอด โดน ชาง จุงกู ชกนับได้หลายครั้ง ก่อนที่จะฮึดมาเอาชนะน็อก ชาง จุงกู ไปได้ชนิดที่เหลือเวลาเพียงไม่กี่วินาทีก็จะสิ้นสุดการชกอยู่แล้ว
เมืองชัยป้องกันตำแหน่งแชมป์ไว้ได้ 3 ครั้ง รวมทั้งย้ำแค้นเอาชนะน็อกสด จิตรลดา ได้อีกครั้งในยกที่ 9 ก่อนจะเดินทางไปแพ้น็อกยก 6 กับ ยูริ อาร์บาชาค็อฟ มวยรัสเซียที่ประเทศญี่ปุ่น เสียแชมป์ไปในกลางปี พ.ศ. 2535 และได้มีโอกาสแก้มืออีกครั้งกับอาร์บาชาค็อฟ ในปีถัดต่อ แต่ก็เป็นฝ่ายแพ้น็อกไปอีกครั้งในยกที่ 9 ที่จังหวัดลพบุรี
เมืองชัยแขวนนวมไป 2 ปีจึงกลับมาชกมวยอีกครั้ง โดยมีสถิติชนะรวด 3 ครั้ง ในสังกัดของอรทัย ฐานะจาโร ก่อนจะหยุดชกไปอีก 3 ปี และกลับมาอีกครั้งเป็นครั้งสุดท้าย โดยไปชกที่ประเทศญี่ปุ่น ถูกนักมวยชาวญี่ปุ่นเจ้าถิ่นน็อกในยกที่ 4 ในปี พ.ศ. 2542
ปัจจุบันเมืองชัยมีกิจการเป็นของตัวเอง คือ เต็นท์รถมือสองจำหน่ายทั้งรถยุโรปและรถญี่ปุ่น ที่เขตทวีวัฒนา ฝั่งธนบุรี นอกจากนี้ยังได้แสดงละครโทรทัศน์หรือภาพยนตร์โดยแสดงเป็นตัวประกอบเป็นครั้งคราวด้วย ซึ่งผลงานที่ผ่านมาได้แก่ สุริโยไท (พ.ศ. 2544), ผู้หญิง 5 บาป (พ.ศ. 2545) เป็นต้น
นอกจากนี้แล้ว ในปี พ.ศ. 2553 เมืองชัยได้เปลี่ยนชื่อเป็น เมืองชัย จันทวิมล และเคยลงรับสมัครสมาชิกสภาเขต (ส.ข.) ในเขตบางบอน สังกัดพรรคเพื่อไทยอีกด้วย แต่ไม่ได้รับการเลือกตั้ง
