Filmographie
1984 : Paroles et musique, d'Élie Chouraqui
1985 : L'Effrontée, de Claude Miller
1985 : La Tentation d'Isabelle, de Jacques Doillon
1986 : Charlotte for Ever, de Serge Gainsbourg
1987 : Jane B. par Agnès V., d'Agnès Varda
1987 : Kung-fu master !, d'Agnès Varda
1988 : La Petite Voleuse, de Claude Miller
1990 : Merci la vie, de Bertrand Blier
1990 : Aux yeux du monde, d'Éric Rochant
1990 : Le Soleil même la nuit (Sole anche di notte)
1991 : Amoureuse, de Jacques Doillon
1991 : Contre l'oubli, de Patrice Chéreau
1992 : Cement Garden (The Cement Garden), d'Andrew Birkin
1993 : Grosse Fatigue, de Michel Blanc, dans son propre rôle
1994 : Jane Eyre, de Franco Zeffirelli
1995 : Anna Oz, d'Éric Rochant
1996 : Love, etc., de Marion Vernoux
1998 : Passionnément, de Bruno Nuytten
1999 : Suspicion (The Intruder), de David Bailey
1999 : La Bûche, de Danièle Thompson
2000 : Félix et Lola, de Patrice Leconte
2000 : Les Misérables, feuilleton télévisé de Josée Dayan (TV)
2001 : Ma femme est une actrice, d'Yvan Attal
2004 : Ils se marièrent et eurent beaucoup d'enfants, d'Yvan Attal
2004 : 21 grammes (21 Grams), d'Alejandro González Iñárritu
2005 : L'un reste, l'autre part, de Claude Berri
2005 : Lemming, de Dominik Moll
2006 : La Science des rêves, de Michel Gondry
2006 : Prête-moi ta main, d'Éric Lartigau
2007 : I'm Not There, de Todd Haynes
2007 : Golden Door, d'Emanuele Crialese
2008 : City of Your Final Destination de James Ivory
De ses parents, Serge Gainsbourg et Jane Birkin, Charlotte a tiré tout le talent qu'il lui était donné. On l'a découverte auprès de Catherine Deneuve dans Paroles et musique et surtout avec L'effrontée de Claude Miller; l'un des meilleurs films sur l'adolescence. Elle y fait montre de beaucoup de fraîcheur dans le rôle d'une ado rebelle. Ensuite, son père l'a fit jouer dans Charlotte forever, film sur un sujet tabou : l'inceste. Puis, ce fût La petite voleuse où elle avait un rôle tout en nuances. Merci la vie nous la révélait plus "mûre" aux côtés d'Anouk Grinberg. Ensuite, vinrent des films comme Amoureuse, Love etc..., et d'autres. A noter une superbe adaptation de Jane Eyre.
Charlotte s'est aussi essayée à la chanson avec talent. Cependant, pour moi, ses meilleurs films restent ceux tournées à son adolescence.