Joseph-Francois Baudelairen ja Caroline Archimbaut Dufaysin poika Charles Baudelaire syntyi Pariisissa 9. huhtikuuta 1821. Baudelairen isä, joka oli kolmekymmentä vuotta äitiä vanhempi, kuoli, kun runoilija oli kuusivuotias. Baudelaire oli hyvin läheinen äitinsä kanssa (suuri osa Baudelairen myöhemmästä elämästä on peräisin hänen äidilleen kirjoittamistaan kirjeistä), mutta oli syvästi järkyttynyt, kun äiti meni naimisiin majuri Jacques Aupickin kanssa. Vuonna 1833 perhe muutti Lyoniin, jossa Baudelaire kävi sotilasinternaattia. Vähän ennen valmistumistaan hänet erotettiin, koska hän kieltäytyi luovuttamasta luokkatoverin hänelle luovuttamaa viestiä. Seuraavat kaksi vuotta Baudelaire vietti Pariisin latinalaiskorttelissa kirjailijan uraa tavoitellen ja velkaa keräten. Samoihin aikoihin hänen uskotaan myös sairastuneen kuppaukseen.
Vuonna 1841 hänen vanhempansa lähettivät hänet laivalla Intiaan toivoen, että kokemus auttaisi parantamaan hänen boheemihalujaan. Hän kuitenkin jätti laivan ja palasi Pariisiin vuonna 1842. Palattuaan hän sai suuren perinnön, jonka turvin hän saattoi elää pariisilaisen dandyn elämää. Hän kehitti rakkauden vaatteisiin ja vietti päivänsä Pariisin taidegallerioissa ja kahviloissa. Hän kokeili huumeita, kuten hasista ja oopiumia. Hän rakastui Jeanne Duvaliin, joka inspiroi Les Fleurs du mal -teoksen ”Musta Venus” -osaa. Vuoteen 1844 mennessä hän oli käyttänyt lähes puolet perinnöstään. Hänen perheensä voitti oikeuden päätöksen, jolla nimitettiin asianajaja hallinnoimaan Baudelairen omaisuutta ja maksamaan hänelle pientä ”avustusta” loppuelämänsä ajan.
Tulojensa täydentämiseksi Baudelaire kirjoitti taidekritiikkiä, esseitä ja arvosteluja erilaisiin lehtiin. Hänen varhainen kritiikkinsä ranskalaisista aikalaismaalareista, kuten Eugene Delacroix’sta ja Gustave Courbet’sta, toi hänelle maineen vaativana, joskin omintakeisena kriitikkona. Vuonna 1847 hän julkaisi omaelämäkerrallisen novellin La Fanfarlo. Myös hänen ensimmäiset runojulkaisunsa alkoivat ilmestyä lehdissä 1840-luvun puolivälissä. Vuosina 1854 ja 1855 hän julkaisi käännöksiä Edgar Allan Poesta, jota hän kutsui ”kaksoissieluksi”. Hänen käännöksiään kiiteltiin laajalti.
Vuonna 1857 Auguste Poulet-Malassis julkaisi Les Fleurs du mal -teoksen ensimmäisen painoksen. Baudelaire oli niin huolissaan painatuksen laadusta, että hän otti huoneen läheltä kirjapainoa auttaakseen valvomaan kirjan valmistusta. Kuusi runoa, joissa kuvattiin lesborakkautta ja vampyyrejä, tuomittiin sisäasiainministeriön yleisen turvallisuuden osastolla säädyttömiksi. Näiden runojen kielto kumottiin Ranskassa vasta vuonna 1949. Vuonna 1861 Baudelaire lisäsi kokoelmaan kolmekymmentäviisi uutta runoa. Les Fleurs du mal teki Baudelairesta tunnetuksi; Gustave Flaubertin ja Victor Hugon kaltaiset kirjailijat ylistivät runoja. Flaubert kirjoitti Baudelairelle ja väitti: ”Olet löytänyt tavan tuoda uutta elämää romantiikkaan. Olet erilainen kuin kukaan muu.” Toisin kuin aiemmat romantikot, Baudelaire etsi inspiraatiota Pariisin kaupunkielämästä. Hän väitti, että taiteen on luotava kauneutta jopa kaikkein turmeltuneimmista tai ”ei-poeettisimmistä” tilanteista.
Les Fleurs du mal -teos, jossa on eksplisiittistä seksuaalisuutta ja jossa kaupunkien kauneus ja rappeutuneisuus asettuvat vastakkain, vain lisäsi Baudelairen mainetta runoilijana (poéte maudit, kirottu runoilija). Baudelaire vahvisti tätä mainetta korostamalla eksentrisyyttään; hän esimerkiksi kysyi kerran ystävältään kesken keskustelun: ”Eikö olisi miellyttävää käydä kanssani kylvyssä?”. Runoilijasta kertovien tarinoiden runsauden vuoksi on vaikea erottaa faktaa fiktiosta.
1860-luvulla Baudelaire jatkoi artikkelien ja esseiden kirjoittamista monenlaisista aiheista ja henkilöistä. Hän julkaisi myös proosarunoja, jotka koottiin postuumisti vuonna 1869 nimellä Petits poémes en prose (Pieniä proosarunoja). Kutsumalla näitä ei-metrisiä sävellyksiä runoiksi Baudelaire oli ensimmäinen runoilija, joka teki radikaalin pesäeron säemuotoon.
Vuonna 1862 Baudelaire alkoi kärsiä painajaisista ja yhä huonommasta terveydestä. Hän lähti Pariisista Brysseliin vuonna 1863 pitämään luentosarjaa, mutta kärsi useista aivohalvauksista, jotka johtivat osittaiseen halvaantumiseen. Charles Baudelaire kuoli 31. elokuuta 1867 neljäkymmentäkuusi vuotiaana Pariisissa. Vaikka lääkärit eivät tuolloin maininneet sitä, on todennäköistä, että syfilis aiheutti hänen viimeisen sairautensa. Hänen maineensa runoilijana oli tuolloin varma; Stephane Mallarmén, Paul Verlainen ja Arthur Rimbaudin kaltaiset kirjailijat väittivät häntä edeltäjäkseen. 1900-luvulla niinkin erilaiset ajattelijat ja taiteilijat kuin Jean-Paul Sartre, Walter Benjamin, Robert Lowell ja Seamus Heaney ovat ylistäneet hänen tuotantoaan.
