Il entama sa carrière militaire en 1798 dans la Marine, d'abord comme simple matelot puis comme aspirant. Il intégra l'École navale de Brest en 1803. En 1805, il participa à la bataille de Trafalgar et fut l'un des rares survivants français de cette bataille.
Après la mort de Napoléon Ier et la chute de l'Empire, Rigault de Genouilly continua sa carrière militaire sous la monarchie de Louis-Philippe. Il participa à la répression des révoltes en Espagne et en Algérie. En 1840, il fut nommé Gouverneur général d'Alger, poste qu'il occupa jusqu'en 1847. Il s'étaient distingué par sa politique ferme vis-à -vis des Arabes et des Berbères, refusant de négocier avec les révoltes et ordonnant l'exécution sans pitié des insurgés.
En 1847, Rigault de Genouilly fut nommé Gouverneur général du Sénégal, où il continuait à appliquer sa politique dure contre les Africains. Il est connu pour avoir fait construire une ville au large des côtes sénégalaises : Dakar. En 1849, il retourna en France et ne revint plus en Afrique.
En 1852, il fut élu député de la Loire-Inférieure à l'Assemblée nationale française. Il siégea jusqu'en 1863. En 1870, il mourut à Paris.
Charles Rigault de Genouilly est considéré comme un des pionniers de la colonisation française en Afrique et comme l'un des premiers gouverneurs généraux d'Alger. Sa politique ferme vis-à -vis des populations locales, caractérisée par une répression sévère et une volonté de soumettre les insurgés, a été critiquée par certains historiens. Cependant, il est également reconnu pour son rôle dans la construction de Dakar et sa contribution à l'expansion coloniale française en Afrique.