Charlotte Perriand nasce a Parigi il 24 ottobre del 1903. Studia all’Union Centrale des Arts Décoratifs (UCAD) a Parigi e all’età di vent’anni decide di diventare architetto, professione giudicata al tempo esclusivamente maschile. Ottenuto il diploma in Interior Design nel 1925, segue la poetica di ricerca del Bauhaus, rifiuta i canoni decorativi tradizionali e abbraccia l’utilizzo dei nuovi materiali industriali.
Nel 1927 inizia la collaborazione con Le Corbusier e Pierre Jeanneret presso il famoso atelier 35 in rue de Sèvres a Parigi. In questi anni dà il via alla sua intensa produzione fotografica. Nel 1928 insieme a René Herbst, Djo-Bourgeois, Jean Fouquet, Gerard Sandoz e Jean Puiforcat, forma un gruppo d’avanguardia “L’unité de choc” con cui espone il suo “salle à manger”, disegnato nel 1927, al Salon des Artistes Décorateurs. Due anni più tardi, seguita dal suo gruppo d’avanguardia, fonderà l’UAM (Union des Artistes Modernes). Sempre nel 1927 inizia a fotografare con un apparecchio fotografico a soffietto 6 x 9 regalatole dal marito. Nel 1930  incontra Walter Gropius e Fernand Léger, con cui stabilisce uno stretto rapporto di amicizia e collaborazione artistica.
La sua concezione dell’abitare è sempre segnata dalla necessità di unire conoscenza tecnica e scientifica dei materiali in rapporto allo spazio e al modo di viverlo e di occuparlo. Nel 1932 abbandona il suo studio di Place Saint Sulpice trasferendosi in Montparnasse. Negli stessi anni, durante la guerra civile spagnola prende parte alle dimostrazioni accanto ai Repubblicani, partecipando ai circoli intellettuali del Partito Comunista dove incontra Miró, Picasso, André Malraux e Blaise Cendrars.
Dopo una collaborazione decennale con Le Corbusier e Pierre Jeanneret, insieme ai quali firma importanti pezzi d’arredamento, abbandona lo studio nel marzo del 1937. Nel 1940 viene invitata dal governo giapponese come consulente per la produzione nazionale di design industriale. L’esperienza in Giappone influenza molto il suo pensiero e il suo modo di lavorare; cerca di applicare le nuove forme industriali alla tradizione del luogo. Nel 1943 si trasferisce in Indocina e nel maggio dello stesso anno si sposa con Jacques Martin, con cui avrà una figlia, Pernette.
Ritorna a Parigi nel 1946 e nel 1951 è capo della delegazione francese alla nona Triennale di Milano “Furniture and Decoration”. I mobili firmati da Le Corbusier-Jeanneret-Perriand vengono rieditati nel 1964 dall’azienda italiana Cassina.
Tra il 1996 e il 1999 cura tre retrospettive sul suo lavoro: “Charlotte Perriand Modernist Pioneer” presso il Design Museum di Londra, “Charlotte Perriand Pioneer 20th Century” al Living Design Centre Ozone a Tokyo e “Une connivence Charlotte Perriand-Fernand Léger” al Musée National Fernand Léger.
Muore il 27 ottobre del 1999 a Parigi.