夏洛特·甘斯布出生于伦敦的音乐家庭，母亲是英国女演员简·伯金，父亲是法国歌手和演员赛吉·甘斯布。接受钢琴启蒙后，甘布斯曾向往绘画职业，直到12岁登台表演才改变初衷。13岁，她就和父亲合唱了一曲《柠檬乱伦》。甘布斯14岁时因在《不安分的姑娘》中内向、反叛的少女而成为恺撒奖的最具前途女演员 。15岁时，她出了第一张专辑《永远的夏洛特》 。1993年，夏洛特·甘斯布出演了自己舅舅安德鲁·伯金导演的影片《赛门花园》。1997年，她再度获得恺撒最佳女演员提名 。在1999年的《圣诞蛋糕》中，她因为演绎一位独身的中产阶级终于摘下了凯撒奖最佳女配角的荣誉 。在1988年，依旧是和克劳德·米勒合作的《小女贼》则可以视为《不安分的姑娘》的姊妹篇，甘斯布凭借片中那位孤独、倔强，又有些彷徨的姑娘获得了当年凯撒奖最佳女主角的提名 。2001年，她担任了戛纳国际电影节评审团的评委 。2003年，夏洛特第一次出现在好莱坞电影里，在《21 克》中扮演西恩·潘的妻子 。2007年，她又重返乐坛，推出第二张专辑《5：55》 。2009年5月20日在法国首映的《反基督者》中，威廉·达福和夏洛特·甘斯布饰演了一对经历了丧子之痛的夫妇 。夏洛特·甘斯布凭借在片中的表演，获得了第62届戛纳电影节最佳女演员 。之后，她便将精力投入到第三张专辑《IRM》的制作中，《IRM》于1月26日在北美正式发行 。2010年5月23日，夏洛特·甘斯布和阿登·杨领衔主演《树》作为第63届戛纳电影节的闭幕影片进行展映 。2011年，夏洛特·甘斯布和克尔斯滕·邓斯特联袂主演的心理灾难片《忧郁症》上映 。2014年，夏洛特·甘斯布主演的《女性瘾者》亮相柏林电影节。