Charlotte Gainsbourg aparece por primera vez en la gran pantalla, a los 12 años, en la película ‘Palabras y música’, en la que interpreta a la hija de Catherine Deneuve. Es descubierta por el público en 1985 gracias a su aparición en ‘L' Effrontée’, de Claude Miller. Este papel le vale el César a la mejor actriz revelación.

A comienzos de los ’90, se pone a las órdenes de su tío Andrew Birkin en ‘El jardín de cemento’ (1993), su primera película en inglés. En 1996, protagoniza ‘Love, etc.’ y la coproducción europea ‘Jane Eyre’.

Cómoda tanto en la comedia como en el drama, Charlotte Gainsbourg se alza con el César a la mejor actriz por su papel en ‘Cena de Navidad’, una cinta con la que recupera su éxito internacional. Es reclamada por algunos de los realizadores más originales del cine francés como Dominil Moll, en la inquientante ‘Lemming’ (2005), y Michel Gondry en ‘La ciencia del sueño’ (2006). Tres años después, protagoniza el polémico filme de Lars Von Trier ‘Anticristo’, por el que es galardonada con el premio a la mejor actriz en el Festival de Cannes de 2009. La actriz no deja el género dramático en ‘El árbol’ (2010), de Julie Bertuccelli.