Charlotte Gainsbourg es una actriz de fama internacional que ha aportado autenticidad a papeles tan diversos como complicados. Fue galardonada en Cannes 2009 con el Premio a la Mejor Actriz por su papel en El anticristo, de Lars von Trier. También ha trabajado en la oscarizada 21 gramos, de Alejandro González Iñárritu; I'm Not there, de Todd Haynes; Jane Eyre, de Franco Zeffirelli; La ciencia del sueño, de Michel Gondry, y Persécution, de Patrice Chéreau, entre otras.

Debutó en la gran pantalla en 1984 como la hija de Catherine Deneuve en Palabras y música. Su primera película de habla inglesa fue El jardín de cemento, dirigida por su tío Andrew Birkin.

Asimismo, es una exitosa cantautora. Su último álbum, IRM, ha sido producido por Beck. Es hija de la actriz y cantante inglesa Jane Birkin y del cantautor, actor y director francés Serge Gainsbourg.