Po raz pierwszy wystąpiła publicznie w trzynastym roku życia – wraz ze starszą siostrą Sarah (która w 1966 popełniłasamobójstwo) śpiewała znane piosenki („C’est si bon” czy „C’est magnifique”) wlondyńskichpubach.
Charlotte Rampling w filmieSequestro di persona (1968)
Na początku swojej kariery, w wieku siedemnastu lat pracowała jakomodelka[5], zanim przesłała swoje zdjęcie do agencji aktorskiej i została zaproszona do udziału w czarnej komediiZepsuta do szpiku kości (Rotten to the Core, 1965). Brała udział w zajęciach nowojorskiego Actor's Studio. O mały włos znalazłaby się w obsadzie filmuRomana PolańskiegoMatnia (Cul-de-Sac, 1966), lecz jej oferta przyszła za późno. Następnie wystąpiła w niewielkiej roli narciarki wodnej w uhonorowanejZłotą Palmą komediiRicharda LesteraSposób na kobiety (The Knack...and How to Get It, 1965)[5] zJane Birkin iJacqueline Bisset. Potem pojawiła się w komediiGeorgy Girl (1967) i jednym z odcinków serialu kryminalnegoABCRewolwer i melonik (The Avengers, 1967) z udziałemDonalda Sutherlanda.
Zwróciła na siebie uwagę rolą enigmatycznej Elisabeth Thallman w dramacieLuchina ViscontiegoZmierzch bogów (La caduta degli dei, 1969)[6]. W kryminalnym melodramacie wojennymNocny portier (Il portiere di notte, 1974)[5] zDirkiem Bogarde wywołała gwałtowne reakcje krytyków pojawiając się w szelkach na nagim ciele i wesesmańskiej czapce na głowie. W mrocznym filmie kryminalnymPatrice ChéreauCzar orchidei (La Chair de l'orchidée, 1974) zSimone Signoret zagrała zaszczutą dziedziczkę milionowej fortuny, która wykłuwa oczy zbliżającym się do niej mężczyznom. W ekranizacji powieści kryminalnejRaymonda ChandleraŻegnaj, laleczko (Farewell, My Lovely, 1975)[5] jako Helen Grayle u bokuRoberta Mitchuma pojawiła się jakofemme fatale.
Była czterokrotnie nominowana do nagrodyCezara; za postać Barbary Spark w dramacie kryminalnymZmarły z otwartymi oczami (On ne meurt que 2 fois, 1984), za rolę Marie Drillon, profesorjęzyka angielskiego wParyżu w dramacieFrançois OzonaPod piaskiem (Sous le Sable, 2000), za uhonorowanąEuropejską Nagrodą Filmową kreację angielskiej autorki kryminałów w dreszczowcu psychologicznymFrançois OzonaBasen (Swimming Pool, 2003)[6] oraz jako Alice Pollock w dramacieLeming (Lemming, 2005)[6].
Spotykała się zFabiem Testim[7]. W 1972 poślubiła aktora Bryana Southcombe’a[7], z którym ma syna Barnaby’ego. Para żyła w trójkącie małżeńskim (ménage à trois) z modelem Randallem Laurence. W 1976 rozwiedli się[7]. Barnaby został reżyserem udanych produkcji telewizyjnych. W dniu 8 października 1978 wyszła za mąż za poznanego dwa lata wcześniej wybitnego kompozytora i muzyka francuskiegoJeana-Michela Jarre’a[7], z którym ma syna Davida Jarre, iluzjonistę (ur. 1978). Zajęła się także wychowaniem pasierbicy Émilie Jarre, projektantki mody. Małżonkowie od 1997/1998 roku byli w separacji, a związek małżeński został oficjalnie zakończony w 2002. Rozwód miał konfliktowy przebieg, kiedy ujawniono opowieści o romansach Jarre’a z innymi kobietami. Była związana z francuskim biznesmenem Jeanem-Noëlem Tassez (1998-2015)[7].
