Étudiant à laFaculté des lettres de Paris, il est reçu deuxième à l'agrégation de grammaire (1906) puis il est diplômé de l'École pratique des hautes études (EPHE). Il enseigne d'abord au lycée d'Évreux (1906) puis au lycée deReims (1910) avant de devenirdocteur ès lettres en 1913. Il est ensuitemaître de conférences (1913), professeur adjoint de langue et littérature romanes (1920), professeur sans chaire (1921) puis professeur d'histoire des parlers lorrains (1923) à la Faculté des lettres deNancy. À partir de 1933, il est maître de conférences de philologie française à laFaculté des lettres de Paris avant d'être professeur sans chaire (1934) puis professeur d'histoire de la langue française en 1937 jusqu'à sa retraite en 1954 où il est égalementprofesseur émérite[4]. Il fut combattant dans l'armée française pendant laPremière Guerre mondiale[5].
Il a grandi dans lapointe de Givet, où la langue de communication était lewallon dans un département où la langue dominante était lechampenois. Il passa ensuite régulièrement ses vacances dans le village deChooz, où il pouvait parler avec les gens et escalader les roches[2]. Ceci le poussa, à l’instigation deJules Gilliéron, à effectuer des enquêtes dialectologiques dans toute la région autour de Givet, tant en France qu’enBelgique.
Ses résultats furent publiés dans quatre ouvrages :
Étude phonétique des patois d’Ardenne (1913), où il explique le système de notationphonétique qu’il utilisera.
La limite des dialectes wallon, champenois et lorrain en Ardenne (1913) où il trace les frontières des trois langues régionales en question (wallon,champenois etlorrain).
Enquête linguistique sur les patois d’Ardenne,tomeI (1914), où il donne les formes dialectales récoltées dans ses93 points pour les mots français allant de A à L (940 mots, de « abaisser » à « luzerne ».
Enquête linguistique sur les patois d’Ardenne,tomeII (1926), idem pour le reste de l’alphabet (764 mots, de « ma » à « y »).
Charles Bruneau a repris l’Histoire de la langue française deFerdinand Brunot, à la mort de ce dernier : il en a publié les tomesXII etXIII (1948-1972). Il a également repris et refondu lePrécis de grammaire historique de la langue française de ce dernier, à la suite de quoi il a été connu sous le nom deBrunot et Bruneau.
Époux de Marie Esteve (1896-1982), il a quatre enfants, dont Anne (1920-2015), mère dePascal Quignard, et Jean, universitaire spécialiste deGustave Flaubert.
Précis de grammaire historique de la langue française, 1933 ; d'autres éditions en 1936, 1949 et 1956) avec Ferdinand Brunot
Édition de laChronique historique de Philippe de Vigneulles, 1927-1933,4 volumes
Grammaire et linguistique : causeries prononcées aux postes du réseau français de la Société Radio-Canada, Montréal, Éditions Bernard Valiquette, [1940 ?],154 p. « Avant-propos de L.H. » (Léopold Houlé). Conférences « prononcées au cours de la saison 1939-1940 de Radio-Canada »
Histoire de la langue française de Ferdinant Brunot :tomeXII (1948),tomeXIII (1) (1953) ettomeXIII (2) (1972)
Corpus général des philosophes français, collaboration automeXLI
Il a également édité des ouvrages pour « les Bibliolâtres de France », écrit des manuels et des cours pour laSorbonne et s'est occupé de chroniques sur la langue française dans des quotidiens et à la radio[4],[6]