Tessa Charlotte Rampling nació en Stummer, Inglaterra, el 5 de febrero de 1946. Hija de Anne Isabelle y Godfrey Rampling, una pintora y un medallista olímpico, Charlotte aprendió del arte desde joven. A los nueve años, su padre aceptó un trabajo en Francia, mudándose al país con toda su familia, donde Charlotte pasó la mayor parte de su infancia y adolescencia. Tiempo después, regresó a Inglaterra, donde estudió en la St. Hilda’s School, en Bushey, Hertfordshire.
A los 20 años, Charlotte enfrentó la tragedia, cuando su hermana mayor, Sarah, se suicidó en Buenos Aires, tras dar a luz a un bebé prematuro que no sobrevivió. El suceso marcó su vida y le causó una depresión, dado que ambas eran muy unidas e incluso compartieron escenario, en presentaciones tipo cabaret. Charlotte empezó a modelar para diversas revistas y marcas, lo que la llevó a su debut como actriz en la cinta Rotten to the Core (1965), a la que siguieron apariciones en series como Los vengadores (1967) y Theatre 625 (1967) y en cintas como La caída de los dioses (1969), Corky (1972) y Zardoz (1974). El éxito le llegó en el papel de Lucía, en la cinta de Liliana Cavani, El portero de la noche (1974), donde Charlotte se convirtió en un símbolo sexual del cine. Tras el éxito de la cinta, la actriz trabajó en cintas como Foxtrot (1976), Veredicto final (1982), El corazón del ángel (1987) y Time is money (1994), entre otras.
Durante la década de los años 90, la actriz apareció en pequeños papeles, hasta que en los 2000 trabajó con el respetado cineasta francés, François Ozon, en la cinta Swimming Pool (2003), la cual revitalizaría su carrera y la convertiría en una actriz de carácter. Rampling trabajó en Hacia el sur (2005), La duquesa (2008), Nunca me abandones (2010) y Melancolía (2011); además de las series Dexter (2013) y Broadchurch (2015).
Por su participación en la cinta de Andrew Haigh, 45 años (2015), Charlotte fue ganadora del Oso de Plata de Berlín, además de ser nominada al premio de la Academia, como Mejor actriz. Recientemente, la actriz apareció en Assassin’s Creed (2016), Hannah (2017) y Operación Red Sparrow (2018), entre otras.