Die 1968 geborene Charlotte Ross wuchs in Winnetka, Illinois, als Tochter von Debbie Ross Kullby und Peter Ross auf. Ihre erste Rolle vor der Kamera hatte die junge Schauspielerin bereits im zarten Alter von acht Jahren für "My First Mouthpiece". Schon zu Schulzeiten an der "New Trier High School" war sie zudem in diversen Theateraufführungen zu sehen. Nach ihrem Schulabschluss bewarb sie sich für die Rolle der Kelly Bundy in "Eine schrecklich nette Familie", wurde jedoch von Christina Applegate abgehängt.
Ihr Schauspieldebüt konnte sich die Schauspielerin 1986 in "Touch and Go" an der Seite von Michael Keaton auf ihren Steckbrief schreiben. Nur ein Jahr später erhielt sie eine wiederkehrende Rolle in der Serie "Zeit der Sehnsucht" - für ihre überzeugende Darstellung wurde sie 1990 und 1991 für den "Daytime Emmy Award" nominiert. In den Folgejahren war sie in diversen TV-Serien und Filmen wie "Abenteuer in der Wildnis" und "Von Rache besessen" zu sehen.
Ihren Durchbruch hatte die Schauspielerin in ihrer Rolle als Detective Connie McDowell in der Serie "New York Caps - NYPD Blue". Es folgten Gastauftritte bei "Glee" und "CSI". Seit 2003 ist Charlotte Ross mit Ehemann Michael Goldman verheiratet, mit dem sie ein Kind hat.