Šarlote piedzima 1896. gada 23. janvārī Bergas pilī, Luksemburgā. Viņa bija Luksemburgas lielhercoga Gijoma IV un Portugāles princeses Infantas Marijas Annas otrā meita. Pēc tēva nāves 1912. gada 25. februārī par lielhercogieni kļuva viņas vecākā māsa Marija-Adelaide, kas valdīja gandrīz septiņus gadus. Šajā laikā bija norisinājušies Pirmā pasaules kara notikumi, kas izraisīja lielas pārmaiņas. Marija-Adelaide ar savu Vāciju atbalstošo nostāju kļuva nepopulāra tautas acīs, līdz ar to kaitējot monarhijas tēlam. Marija-Adelaide bija spiesta atteikties no varas, un 1919. gada 14. janvārī par jauno valdnieci kļuva viņas māsa Šarlote, kas ātri iemantoja tautas uzticību. Astoņus mēnešus pēc nākšanas pie varas Šarlote sarīkoja referendumu par jaunu konstitūciju, kas noteica monarhijas turpināšanos, bet monarha vara tika stingri ierobežota. Referendumā konstitūciju atbalstīja 77,8% balsotāju. Tādējādi Šarlote ieguva pārliecinošu tautas atbalstu.[2]
1919. gada novembrī Šarlote apprecējās ar princi Feliksu Burbonu no Parmas. 1921. gadā piedzima pirmais dēls (nākamais Luksemburgas lielhercogs Žans), pēc tam vēl četras meitas un dēls.
Otrā pasaules kara periods
Izvēršoties Otrā pasaules kara notikumiem, Luksemburga tika okupēta. 1940. gada 10. maijā galvaspilsētā ienāca nacistiskās Vācijas karaspēks. Lielhercogienes ģimene un valdība tika evakuēta uz Franciju, bet jau pēc mēneša, kad vācu karaspēks iegāja Francijā, tās valdība vairs nevarēja nodrošināt lielhercogienes aizsardzību. Šarlote kopā ar ģimeni un valdības ministriem devās uz Portugāli. Vācija gan piedāvāja atjaunot Šarlotes pilnvaras Luksemburgā, bet viņa atteicās, jo negribēja atkārtot savas māsas kļūdu, kas palika vāciešu okupētajā Luksemburgā Pirmā pasaules kara laikā.[2]
1940. gada augustā Šarlote ieradās Londonā. Tur viņa ar BBC radio palīdzību teica uzrunas savai tautai Luksemburgā, uzturot valsts neatkarības idejas.
Šarlote apmeklēja Kanādu,[3] kur apmetās uz dzīvi kopā ar ģimeni, un ASV, kur viņa tikās ar prezidentu Franklinu Rūzveltu. Viņa devās kampaņas braucienā pa valsti, cenšoties pievērst amerikāņu uzmanību nepieciešamībai nostāties pret nacistisko Vāciju. Tajā laikā ASV sabiedrībā vēl bija noskaņojums neiejaukties Eiropas karā.
1943. gadā Šarlote kopā ar Luksemburgas valdību apmetās Londonā. No turienes viņa atsāka regulāras uzrunas BBC radio, atbalstot pretošanās kustību. Viņa veicināja tautas patriotismu, sakot runas luksemburgiešu valodā. Šarlote kļuva par brīvības simbolu savai tautai.[2]
1944. gada 10. septembrī Luksemburgu atbrīvoja ASV karaspēks. 1945. gada 14. aprīlī Šarlote atgriezās dzimtenē, kur tika sagaidīta ar lielu entuziasmu.[4]
Pēckara periods
Šarlote deva lielu ieguldījumu valsts pēckara atjaunošanā, atbalstīja Eiropas valstu apvienošanos pēc Otrā pasaules kara (Eiropas Ogļu un tērauda kopiena, Romas līgums). Luksemburga viņas vadībā izveidojās par valsti ar ļoti augstu dzīves līmeni. Šarlotes aktivitātes veicināja valsts starptautisko nozīmīgumu. Pastāv viedoklis, ka Šarlote Luksemburgai nozīmes ziņā salīdzināma ar Šarla de Golla nozīmi Francijā.[5]
Piemineklis Šarlotei Clairefontaine laukumā Luksemburgā
Pēc 45 gadiem lielhercogienes amatā 1964. gada 12. novembrī Šarlote atteicās no varas par labu savam dēlam Žanam.
