La vocation de Charlotte Kady commence dès l'age de 5 ans où, comprenant ce qui se passe à la télévision, elle s'amuse avec ses poupées à répéter ce qu'elle voit dans le poste. Mais elle décide de s'y mettre concrétement durant ses études universitaires durant lesquelles elle va aux Cours Florent en parallèle. Elle tient son premier rôle en 1983 dans Y a-t-il un pirate sur l'antenne? puis devient animatrice télé en 1987 sur Antenne 2 où elle reste trois ans.

Charlotte Kady alterne cinéma, théâtre et télévision : elle tourne ainsi en 1989 Daddy Nostalgie de Bertrand Tavernier puis tourne avec lui à plusieurs reprises : La Vie et rien d'autre en 1989, elle joue la méchante dans La Fille de d'Artagnan en 1994 mais c'est surtout avec L 627 en 1992 que leur collaboration va faire des étincelles. En effet, la comédienne obtient une nomination aux César. Sa performance lui vaut de décrocher le prix Suzanne Bianchetti de la révélation en juin 1993.

Les années suivantes la voient jouer les seconds rôles avec des réalisateurs tels que Gerard Oury (Fantome avec chauffeur) ou Ariel Zeitoun (Une femme tres, tres, tres amoureuse). Elle apparaît également dans On connait la chanson d'Alain Resnais.

1997 marque le renouveau de sa carrière télévisuelle, elle interprète la kiné Anne Belfond, une héroïne qui devient un personnage récurrent. Elle revient au cinéma dans Mon père, il m'a sauvé la vie en 2001 avec Bruno Cremer et Laissez-passer en 2002 qui constitue la cinquième collaboration de la comédienne avec Bertrand Tavernier, qui fut son compagnon.