Søn af Joseph-Francois Baudelaire og Caroline Archimbaut Dufays, Charles Baudelaire, blev født i Paris den 9. april 1821. Baudelaires far, der var tredive år ældre end hans mor, døde, da digteren var seks år gammel. Baudelaire var meget tæt knyttet til sin mor (meget af det, der er kendt om hans senere liv, stammer fra de breve, han skrev til hende), men var dybt ulykkelig, da hun giftede sig med major Jacques Aupick. I 1833 flyttede familien til Lyon, hvor Baudelaire gik på en militær kostskole. Kort før sin eksamen blev han smidt ud, fordi han nægtede at aflevere en seddel, som en klassekammerat havde givet ham. Baudelaire tilbragte de næste to år i Paris’ latinerkvarter for at gøre karriere som forfatter og oparbejde gæld. Det menes også, at han fik syfilis omkring dette tidspunkt.
I 1841 sendte hans forældre ham på et skib til Indien i håb om, at oplevelsen ville hjælpe ham med at reformere hans boheme-trang. Han forlod dog skibet og vendte tilbage til Paris i 1842. Ved sin hjemkomst modtog han en stor arv, som gjorde det muligt for ham at leve et liv som en parisisk dandy. Han udviklede en kærlighed til tøj og tilbragte sine dage i kunstgallerier og på caféer i Paris. Han eksperimenterede med stoffer som hashish og opium. Han forelskede sig i Jeanne Duval, som inspirerede til afsnittet “Den sorte Venus” i Les Fleurs du mal. I 1844 havde han brugt næsten halvdelen af sin arv. Hans familie vandt en retskendelse, der udpegede en advokat til at forvalte Baudelaires formue og betale ham en lille “understøttelse” resten af hans liv.
For at supplere sin indkomst skrev Baudelaire kunstkritik, essays og anmeldelser til forskellige tidsskrifter. Hans tidlige kritik af samtidige franske malere som Eugene Delacroix og Gustave Courbet gav ham et ry som en kritisk om end idiosynkratisk kritiker. I 1847 udgav han den selvbiografiske novelle La Fanfarlo. Hans første udgivelser af digte begyndte også at udkomme i tidsskrifter i midten af 1840’erne. I 1854 og 1855 udgav han oversættelser af Edgar Allan Poe, som han kaldte en “tvillingesjæl”. Hans oversættelser blev bredt anerkendt.
I 1857 udgav Auguste Poulet-Malassis den første udgave af Les Fleurs du mal. Baudelaire var så optaget af kvaliteten af trykket, at han indtog et værelse i nærheden af pressen for at hjælpe med at overvåge bogens produktion. Seks af digtene, som beskrev lesbisk kærlighed og vampyrer, blev fordømt som obskøne af indenrigsministeriets afdeling for offentlig sikkerhed. Forbuddet mod disse digte blev ikke ophævet i Frankrig før 1949. I 1861 tilføjede Baudelaire 35 nye digte til samlingen. Les Fleurs du mal gav Baudelaire en vis grad af berømmelse; forfattere som Gustave Flaubert og Victor Hugo skrev rosende om digtene. Flaubert skrev til Baudelaire og sagde: “Du har fundet en måde at puste nyt liv i romantikken på. Du er ikke som nogen anden.” I modsætning til tidligere romantikere søgte Baudelaire inspiration i bylivet i Paris. Han hævdede, at kunsten skal skabe skønhed ud fra selv de mest fordærvede eller “ikke-poetiske” situationer.
Les Fleurs du mal med sit eksplicitte seksuelle indhold og sidestillingen af byens skønhed og forfald gjorde kun Baudelaire endnu mere kendt som en poéte maudit (forbandet digter). Baudelaire forstærkede dette ry ved at udstille sine excentriciteter; for eksempel spurgte han engang en ven midt i en samtale: “Ville det ikke være behageligt at tage et bad med mig?” På grund af de mange historier om digteren er det svært at sortere fakta fra fiktion.
I 1860’erne fortsatte Baudelaire med at skrive artikler og essays om en lang række emner og personer. Han udgav også prosadigte, som posthumt blev samlet i 1869 som Petits poémes en prose (Små digte i prosa). Ved at kalde disse ikke-metriske kompositioner for digte, var Baudelaire den første digter, der brød radikalt med versformen.
I 1862 begyndte Baudelaire at lide af mareridt og et stadig dårligere helbred. Han rejste fra Paris til Bruxelles i 1863 for at holde en række foredrag, men blev ramt af flere slagtilfælde, der resulterede i delvis lammelse. Den 31. august 1867, i en alder af seksogfyrre år, døde Charles Baudelaire i Paris. Selv om lægerne på det tidspunkt ikke nævnte det, er det sandsynligt, at syfilis var årsag til hans sidste sygdom. Hans omdømme som digter var på det tidspunkt sikkert; forfattere som Stephane Mallarmé, Paul Verlaine og Arthur Rimbaud hævdede ham som en forgænger. I det 20. århundrede har så forskellige tænkere og kunstnere som Jean-Paul Sartre, Walter Benjamin, Robert Lowell og Seamus Heaney hyldet hans værk.