Er entstammte dem Adelsgeschlecht der Argenteau und war der Sohn des Grafen Joseph-Louis-Eugène d’Argenteau und dessen Ehefrau Marie-Josèphe Gräfin von Limburg-Stirum. Sein Vater war Kammerherr des Statthalters der Österreichischen NiederlandeKarl Alexander von Lothringen. Sein Onkel Florimond-Charles de Mercy-Argenteau (1727–1794) war von 1766 bis 1792 österreichischer Botschafter am französischen Hof in Versailles; sein älterer Bruder und Titelerbe, François de Mercy-Argenteau (1780–1859), war Botschafter Napoleons am bayrischen Hof, später Gouverneur von Brabant und Kämmerer des Königs Wilhelm I. der Niederlande.
Charles d’Argenteau trat 1807 in die napoleonische Armee ein und nahm an Feldzügen in Portugal, Spanien, Russland und Deutschland teil. Ausgezeichnet mit dem Kreuz der Ehrenlegion verließ er den Dienst im Jahre 1814 im Rang eines Husaren-Oberst. Danach wurde er Adjutant des Königs der Niederlande Wilhelm I.
Nach dem plötzlichen Tod seiner Verlobten, Cécile de La Tour du Pin (1800–1817), am Vorabend ihrer Hochzeit erfuhr er einen Sinneswandel und trat in Rom in den Dienst der Kurie. Vor dem 4. September 1824 päpstlicher Hausprälat, ernannte Papst Leo XII. ihn am 9. Dezember 1824 zum Apostolischen Protonotar. Die Priesterweihe empfing er am 10. August 1825.
Von Napoleon III. zum Großoffizier der Ehrenlegion befördert, starb er am 16. November 1879 in Lüttich.
Auszeichnungen
Chevalier de la Légion d’Honneur
Grand Officier de la Légion d’Honneur
Literatur
Georges de Froidcourt: La vie tumultueuse de Charles d’Argenteau, officier d’Empire et archevêque « in partibus » 1787–1879. Liège 1959.
Philippe Bountry: Prélats Référendaires et officers de curie en fonctions sous la restauration (1814–1846). In: Souverain et pontife. Recherches prosopographiques sur la Curie Romaine à l’âge de la Restauration (1814–1846). École française de Rome, Rom 2002, Rz. 40–41 (französisch, Online-Ausgabe).