Elle a grandi à Cheshire, Angleterre, où elle a fréquenté la St Nicholas Preparatory School et le Queen's Gate School de Londres. Sa carrière démarra quand elle fut repérée à l'âge de quatorze ans par un agent de mannequinage sur Bond Street.
Après ses débuts en tant que mannequin, Charlotte fit son entrée dans le monde de la télévision en 1993 lorsqu'elle fut choisie pour interpréter le rôle de Catriona "Cat" Grant dans la série télévisée britannique *This is Joint Life*. Son interprétation de Cat l'a amenée à gagner un British Soap Award et à recevoir des nominations pour deux National Television Awards.
En 1996, Charlotte fit ses débuts au cinéma en jouant le rôle principal de Sarah dans la comédie romantique *Wide Awake*, aux côtés d'Andrew McCarthy et Rosie O'Donnell. Elle fut également choisie pour interpréter la princesse Anastasia Romanov dans la mini-série télévisée historique *Anastasia: The Mystery of Anna*.
En 1998, Charlotte décida de prendre une pause de son activité professionnelle après avoir appris qu'elle avait été diagnostiquée avec un syndrome de déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité (ADD/ADHD). Elle a dit dans une interview que cette maladie lui avait causé beaucoup de difficultés tout au long de sa carrière, y compris des problèmes de mémoire et de concentration.
Après avoir pris une pause pour se consacrer à son bien-être mental, Charlotte est devenue porte-parole pour la Foundation Attention Deficit Disorder (ADDA) et a été une source d'inspiration pour les personnes qui souffrent de la même maladie. Elle a également repris sa carrière d'actrice, apparaissant dans des productions télévisées telles que *Casualty* et *Holby City*.
En 2014, elle épousa le producteur de télévision Richard Miller et ils ont deux enfants ensemble. Elle continue à travailler occasionnellement en tant qu'actrice et mannequin, ainsi que dans des activités philanthropiques pour la promotion de l'attention aux troubles mentaux.