查理茲·塞隆1975年8月7日出生於南非的豪登省，她的爸爸是法國人，母親是德國人，家庭環境優越，她從小就受到了良好的教育。查理茲·塞隆6歲開始就練習芭蕾舞，14歲即成爲時裝模特，她之所以沒能在舞蹈界繼續發展，是因爲她在一次表演中不慎讓膝蓋受了傷，所以才轉行做了模特。15歲時，查理茲·塞隆的家中發生了變故，母親帶着她回到了歐洲，停留了一段時間之後，母親帶着查理茲·塞隆來到美國洛杉磯。在初到美國洛杉磯的這段日子裏，查理茲·塞隆和母親過着平淡的生活，她不僅要時常參加模特的商業活動，還要兼顧自己的學業。18歲時，查理茲·塞隆在洛杉磯遇到了一個演藝經紀人，並被邀入他的經紀公司。塞隆就這樣邁入了演藝圈。
1995年，查理茲·塞隆出演了自己的電影處女作《芝加哥打鬼3》，在片中飾演一個小角色。1996年，查理茲·塞隆出演了黑色喜劇《山谷兩日》。之後便片約不斷，參演了《總有驕陽》《巴格·文斯傳奇》《怒海潛將》《甜蜜十一月》等多部影片。2003年，她出演了商業片《偷天換日》。在2004年的電影《女魔頭》中，她出演連環女殺手，她憑藉自己的演技獲得金球獎最佳女主角和第76屆奧斯卡最佳女主角獎。她也成爲第一位來自非洲的奧斯卡影后，她獲獎之後，南非總統姆貝基還贈送給她一塊刻有“查理茲·塞隆”字樣的金磚，以表彰她爲南非人民贏得的榮譽。2005年，她留名好萊塢星光大道，成爲第2291個留名星光大道的明星。同年，她還因電影《北方風雲》再次提名奧斯卡。2007年，她出演了反戰影片《決戰以拉谷》。2008年，她與威爾·史密斯聯合出演了科幻動作影片《全民超人》。
2009年3月，她登上英國《GQ》雜誌封面。2012年，她加盟《普羅米修斯》，飾演威蘭公司高級管理梅若迪斯·維克斯。同年，她主演的《白雪公主與獵人》上映。2014年5月30日，與塞思·麥克法蘭、阿曼達·塞弗裏德、連姆·尼森等主演的電影《西部的一百萬種死法》在美國上映，飾演安娜。2015年，查理茲·塞隆憑藉電影《西部的一百萬種死法》提名第35屆金酸莓獎最差女主角和最佳銀幕組合兩個獎項。 此前她曾因電影《甜蜜的十一月》提名第22屆金酸莓獎最差女主角。接拍電影《灰人》，扮演一個身手不凡的女特工。2016年，正式加盟《速度與激情8》，飾演反派。西恩·潘擔任導演的《最後的模樣》（The Last Face），在戛納國際電影節上首映。在《最後的模樣》中，查理茲·塞隆扮演一位國際救援組織的主管，在利比里亞工作的她與一位固執且衝動的醫生陷入了熱戀，但發自本性的愛情，卻與兩人對立的意見產生了強烈衝突，這也造就了兩人無法癒合的裂痕。
