Англо-французская актриса, певица и автор песен, родилась в семье певца, режиссёра и актёра Сержа Генсбура и актрисы и певицы Джейн Биркин. Шарлотта Генсбур начала свою актёрскую карьеру во Франции, сыграв дочь героини Катрин Денёв в фильме 1984 года «Слова и музыка» и снявшись в том же году в скандальном видеоклипе на песню её отца «Лимонный инцест» (Lemon incest).
Затем Генсбур несколько раз записывала песни для фильмов со своим участием. Так, её можно услышать в картинах «Шарлотта навсегда», «Любовь etc.», «Один уходит — другой остается». Кроме того, актриса выпустила несколько сольных альбомов: Charlotte for Ever (1986; продюсером альбома выступил отец Шарлотты, также исполнив с ней в дуэте 2 песни), 5:55 (2006), IRM (2009; продюсер этого альбома — Beck), двойной альбом Stage Whisper (2011, продюсер — Beck).
