Charles Chatelanat fait des études de théologie à la Faculté libre de Lausanne. Auteur des paroles françaises du Cantique suisse, Charles Chatelanat est consacré pasteur en 1858 dans l'Église libre.
Il est nommé successivement pasteur intérimaire à Savigny et à Baulmes, puis pasteur à Échallens (1862-1863), Aigle (1872-1880) et Corsier (1880-1885).
Président de la société de Belles-Lettres en 1849 et 1850, Charles Chatelanat est également Zofingien.