Charlie Cox se narodil 21. prosince 1982 v Londýně. Herectví studoval na škole Sherborne School v hrabství Dorset. Získal zde Gerald Pitman Award for Acting, ale až poté, co dostal nejhorší známku za hraní dramatických rolí. Divadelní studia byla jeho nejméně oblíbeným předmětem.
Krátce po absolutoriu mu ocenění dopomohlo k obsazení v produkci BBC Judge John Deed (2002), kde se objevil jako mladý vikář. Jeho filmová kariéra začala rolí v thrilleru Láska a . (2003). Po boku Gaela Garcíi Bernala tu představoval Thea. První opravdovou příležitost dostal v shakespearovské adaptaci Kupce benátského (2004). Vedle takových hvězd jako je Al Pacino a Jeremy Irons tu hrál Lorenza. Vzápětí přišla malá role v hořké komedii Things To Do Before You Are 30 (2004) o skupině mladých lidí, kteří nechtějí dospět.
V roce 2006 se vrátil do televize s oxfordskou detektivkou Lewis; hrál studenta matematiky Dannyho Griffona. Také se objevil v televizním sci-fi thrilleru A for Andromeda jako Dennis Bridger a v historickém dramatu o dobytí Konstantinopole Tirante el Blanco v roli Diafeba.
Do kostýmu se oděl také v Casanovovi (2005), objevil se tu společně s Heathem Ledgerem jako hrdinův sok v lásce a ženitbě Giovanni Bruni. Zatím naposledy jej můžeme spatřit v pohádkovém příběhu Hvězdný prach (2007), kde hraje hlavní postavu chudého zamilovaného mladíka Tristrana Thorna, který pro svou lásku (Sienna Millerová) chce získat spadlou hvězdu. Netuší, že hvězda je živá dívka hodná lásky, ani jaké překážky bude muset překonat.
Charlie Cox jako by dodnes nemohl uvěřit, že se může naplno věnovat milovanému herectví. Své štěstí si uvědomil znovu, když při natáčení Hvězdného prachu stál na pirátské lodi a plnil si tím sen všech chlapců. Oděn do dobového kostýmu se s ostatními herci bavil o věcech z všedního života. „Je to opravdu bláznivé, ale také je to velká legrace,“ řekl.
Charlie Cox patří k mladým, nadějným britským hercům. Zatím jsme ho neviděli dostatečně často a v natolik různorodých rolích, aby se dalo odhadnout, kam jeho kariéra povede. Je schopným milovníkem, zvláště v kostýmních dramatech. Ale je možné, že se v budoucnu vydá jiným směrem. Dobře vypadá, má smysl pro komično. V dalším filmu se objeví v roce 2008. Drama Stone of Destiny vypráví o skotském patriotovi z padesátých let Ianu Hamiltonovi – toho hraje právě Cox. To není na pětadvacetiletého mladíka vůbec špatná bilance.
Žije v Londýně se svým psem Dickonem. Rád cestuje, kromě kontinentální Evropy už navštívil Austrálii, Spojené státy i Hongkong. S Claire Danesovou, svou partnerkou z Hvězdného prachu, jsou přátelé. Má rád asijské jídlo.
