Su verdadero nombre es Carlos Irwin Estévez y nació el 3 de septiembre de 1965 en la ciudad de Nueva York. Como buen hijo de actor, Charlie comenzó a interesarse por la carrera de su padre (Martín Sheen) desde muy temprana edad, ya para los 9 años, el newyorkino compartió brevemente pantalla con su padre en "The Execution of Private Slovik" (1974).

Hoy en día ha protagonizado más de cuarenta películas. Su salto a la fama llegó con "Platoon" y "Wall Street". Algunos de los largometrajes del actor incluyen "Red Dawn", "Lucas", "Ferris Buellers Day Off", "Eight Men Out", "Young Guns", "Major League", "Hot Shots!", "Hot Shots! Part Deux", "The Three Musketeers", "The Chase", "Money Talks", "Being John Malkovich", "Scary Movie 3" y "The Big Bounce".

La audiencia de televisión se interesó en la carrera de Sheen a partir del premio que obtuvo por su actuación en "Spin City". También intervino en los filmes para televisión "Rated X" y "Good Advine".Charles vive en Los Ángeles y es padre de 3 niñas: Cassandra, Sam y Lola.