Charlotte Gainsbourg je francouzsko-anglickou herečkou a zpěvačkou. Narodila se v Anglii v Londýně jako dcera anglické herečky Jane Birkinové a francouzského herce, skladatele, zpěváka a režiséra Serge Gainsbourga, ale vychovávána byla ve Francii. Má dvě nevlastní sestry – fotografku Kate Berry a herečku Lou Doillon.
Důležitým okamžikem v její kariéře byl rok 1985, kdy získala Césara za roli problémové dívky ve filmu NESTOUDNICE (L'EFFRONTÉE) v kategorii herečka mladé generace (resp. nejlepší začínající herečka). Režisér Claude Miller byl jejím výkonem natolik uchvácen, že ji o tři roky později obsadil do filmu LA PETITE VOLEUSE (podle námětu Françoise Truffauta), kde hraje mladou venkovskou dívku, která chce na sebe upoutat pozornost krádežemi a zároveň prožívá svůj první milostný vztah.
Ještě před tím si v roce 1986 zahrála ve filmu CHARLOTTE FOR EVER pod režijním vedením svého otce Serge Gainsbourga, který si ve filmu rovněž zahrál. Film vypráví o kdysi úspěšném scénáristovi (Serge G.), zničeného alkoholem, jemuž dcera (Charlotte G.) nemůže odpustit smrt matky. O další rok později vzala roli ve filmu MISTR KUNG-FU (LE PETIT AMOUR), kde se jejími hereckými kolegy staly matka Jane Birkinová, nevlastní sestra Lou Doillon a strýc Andrew Birkin.
Roku 1993 si zahrála ve filmu CEMENTOVÁ ZAHRADA (THE CEMENT GARDEN) pod režijní taktovkou svého strýce Andrewa Birkina. Film je adaptací novely britského spisovatele Iana McEvana a vypráví o čtyřech sourozencích, kteří žijí v osamělém domě a po náhlé smrti otce pohřbí ve sklepě do betonu svou zemřelou matku, aby mohli zůstat pohromadě a nemuseli odejít do sociálního ústavu. Charlotte zde ztvárnila nejstarší ze sourozenců Julii, která se dopustila incestního vztahu se svým pubertálním bratrem.