Nato a Los Angeles, figlio dell'attore britannico Malcolm McDowell e dall'attrice statunitense Mary Steenburgen, ha esordito alla regia all'età di 23 anni con il cortometraggio Bye Bye Benjamin. Nel 2011 la rivista Time definisce il suo feedTwitter, @charliemcdowell, "uno dei più esilaranti feed Twitter"[1] e nel 2013 McDowell pubblica il libro Dear Girls Above Me, basato proprio sul suo feed Twitter.[2]
Nel 2019 inizia a frequentare l'attrice e modella Lily Collins, figlia del celebre musicistainglesePhil Collins; il fidanzamento viene ufficializzato nel settembre 2020. I due convolano a nozze il 4 settembre 2021 a Dunton Hot Springs, nel Colorado.
