Hijo de Joseph-Francois Baudelaire y de Caroline Archimbaut Dufays, Charles Baudelaire nació en París el 9 de abril de 1821. El padre de Baudelaire, treinta años mayor que su madre, murió cuando el poeta tenía seis años. Baudelaire estaba muy unido a su madre (gran parte de lo que se sabe de su vida posterior procede de las cartas que le escribió), pero se sintió profundamente afligido cuando ella se casó con el comandante Jacques Aupick. En 1833, la familia se trasladó a Lyon, donde Baudelaire asistió a un internado militar. Poco antes de graduarse, fue expulsado por negarse a entregar una nota que le había pasado un compañero de clase. Baudelaire pasó los dos años siguientes en el Barrio Latino de París haciendo carrera como escritor y acumulando deudas. También se cree que contrajo la sífilis en esa época.
En 1841 sus padres le enviaron en barco a la India, con la esperanza de que la experiencia le ayudara a reformar sus impulsos bohemios. Sin embargo, abandonó el barco y regresó a París en 1842. A su regreso, recibió una cuantiosa herencia que le permitió vivir la vida de un dandi parisino. Se aficionó a la ropa y pasó sus días en las galerías de arte y los cafés de París. Experimentó con drogas como el hachís y el opio. Se enamoró de Jeanne Duval, que inspiró la sección «Venus negra» de Les Fleurs du mal. En 1844, había gastado casi la mitad de su herencia. Su familia consiguió una orden judicial que designaba a un abogado para que administrara la fortuna de Baudelaire y le pagara un pequeño «subsidio» durante el resto de su vida.
Para complementar sus ingresos, Baudelaire escribió críticas de arte, ensayos y reseñas para diversas revistas. Sus primeras críticas a pintores franceses contemporáneos como Eugene Delacroix y Gustave Courbet le granjearon una reputación de crítico exigente aunque idiosincrásico. En 1847 publicó la novela autobiográfica La Fanfarlo. A mediados de la década de 1840 empezaron a aparecer sus primeras publicaciones de poesía en revistas. En 1854 y 1855, publicó traducciones de Edgar Allan Poe, al que llamaba «alma gemela». Sus traducciones fueron ampliamente aclamadas.
En 1857, Auguste Poulet-Malassis publicó la primera edición de Les Fleurs du mal. Baudelaire estaba tan preocupado por la calidad de la impresión que ocupó una habitación cerca de la imprenta para ayudar a supervisar la producción del libro. Seis de los poemas, que describen el amor lésbico y los vampiros, fueron condenados como obscenos por la sección de Seguridad Pública del Ministerio del Interior. La prohibición de estos poemas no se levantó en Francia hasta 1949. En 1861, Baudelaire añadió treinta y cinco nuevos poemas a la colección. Les Fleurs du mal le proporcionó a Baudelaire cierta notoriedad; escritores como Gustave Flaubert y Victor Hugo escribieron en alabanza de los poemas. Flaubert escribió a Baudelaire afirmando: «Usted ha encontrado la manera de inyectar nueva vida al Romanticismo. No se parece a nadie más». A diferencia de los románticos anteriores, Baudelaire buscó la inspiración en la vida urbana de París. Argumentaba que el arte debe crear belleza incluso a partir de las situaciones más depravadas o «no poéticas».
Les Fleurs du mal, con su contenido sexual explícito y sus yuxtaposiciones de belleza urbana y decadencia, no hizo sino aumentar la reputación de Baudelaire como poéte maudit (poeta maldito). Baudelaire aumentó esta reputación haciendo alarde de sus excentricidades; por ejemplo, una vez preguntó a un amigo en medio de una conversación: «¿No sería agradable tomar un baño conmigo?». Debido a la abundancia de historias sobre el poeta, es difícil separar la realidad de la ficción.
En la década de 1860, Baudelaire siguió escribiendo artículos y ensayos sobre una amplia gama de temas y figuras. También publicó poemas en prosa, que fueron recogidos póstumamente en 1869 como Petits poémes en prose (Pequeños poemas en prosa). Al denominar poemas a estas composiciones no métricas, Baudelaire fue el primer poeta que rompió radicalmente con la forma del verso.
En 1862, Baudelaire comenzó a sufrir pesadillas y una salud cada vez más deteriorada. En 1863 partió de París a Bruselas para dar una serie de conferencias, pero sufrió varios ataques de apoplejía que le provocaron una parálisis parcial. El 31 de agosto de 1867, a la edad de cuarenta y seis años, Charles Baudelaire murió en París. Aunque los médicos de la época no lo mencionaron, es probable que la sífilis fuera la causa de su última enfermedad. Su reputación como poeta en aquella época estaba asegurada; escritores como Stéphane Mallarmé, Paul Verlaine y Arthur Rimbaud le reclamaban como predecesor. En el siglo XX, pensadores y artistas tan diversos como Jean-Paul Sartre, Walter Benjamin, Robert Lowell y Seamus Heaney han celebrado su obra.