Perrault 1628. január 12-én született Párizsban, gazdag polgári családban, Pierre Perrault és Paquette Le Clerc hetedik gyermekeként. Nagyon jó iskolákba járt és jogot tanult, mielőtt kormányzati pályára lépett volna, apja és idősebb testvére, Jean nyomdokaiba lépve.
Részt vett a Tudományos Akadémia létrehozásában, valamint a Festészeti Akadémia helyreállításában. 1654-ben bátyjához, Pierre-hez költözött, aki Párizs város főadószedői állását vásárolta meg. Amikor 1663-ban megalapították a Feliratok és Szépirodalmi Akadémiát, Perrault-t kinevezték annak titkárává, és Jean Baptiste Colbert, XIV. louis király pénzügyminisztere alatt szolgált. Jean Chapelain-t, Amable de Bourzeys-t és Jacques Cassagne-t (a király könyvtárosa) is kinevezték.
Colbert adminisztratív segítőjeként befolyását kihasználva 1667 áprilisában elérte, hogy testvérét, Claude Perrault-t kinevezzék egy háromtagú bizottságba, a Petit Conseilbe, amelynek tagja volt Louis Le Vau és Charles Le Brun is, és amely a Louvre új részének, az 1667 és 1674 között Colbert felügyelete alatt épülő Colonnade-nak a tervezését végezte. A tervet Gian Lorenzo Bernini (akivel, mint Perrault az Emlékirataiban elmeséli, viharos viszonyban volt, amikor az olasz művész 1665-ben Lajos udvarában tartózkodott) és François Mansart tervei közül választották ki. A választáshoz vezető egyik tényező a magas költségektől való félelem volt, a másik pedig a Bernini és Lajos udvarának vezető tagjai, köztük Colbert és Perrault közötti személyes ellentét; Lajos király maga nyilvánosan jóindulatúan viselkedett Berninivel szemben, és 1674-ben elrendelte egy királyi bronz arcképmedál kiadását a művész tiszteletére. Amint azonban Perrault az Emlékirataiban leírja, a király magánéleti haragot táplált Bernini arroganciájának megnyilvánulásai miatt. A király annyira elégedetlen volt Bernini róla készült lovas szobrával, hogy elrendelte annak megsemmisítését; udvaroncai azonban rábeszélték, hogy helyette készíttesse el újra, egy Marcus Curtius római hőst ábrázoló fejjel.
1668-ban Perrault a La Peinture (Festészet) című művét a király első festőjének, Charles Le Brunnak a tiszteletére írta. Megírta a Courses de tetes et de bague (Fej- és gyűrűversenyek, 1670) című művét is, amelyet a Lajos által szeretője, Louise-Françoise de La Baume le Blanc, La Vallière hercegnője számára rendezett 1662-es ünnepségek emlékére írt.
Perrault-t 1671-ben beválasztották az Académie française tagjai közé.
1672-ben 19 évesen feleségül vette Marie Guichont, aki 1678-ban meghalt.
1669-ben Perrault azt tanácsolta XIV. Lajosnak, hogy a versailles-i labirintusba, a versailles-i kertekbe harminckilenc szökőkutat helyezzen el, amelyek mindegyike Aiszóposz egy-egy meséjét ábrázolja. A munkát 1672 és 1677 között végezték el. Az állatok szájából spriccelő vízsugarakat úgy tervezték, hogy a lények közötti beszéd benyomását keltsék. Minden szökőkút mellett egy feliratot és egy Isaac de Benserade költő által írt négysorost tartalmazó táblát helyeztek el. Perrault készítette a labirintushoz a Labyrinte de Versailles című útikönyvet, amelyet 1677-ben a párizsi királyi sajtóban nyomtattak ki, és amelyet Sebastien le Clerc illusztrált.
Philippe Quinault, Perrault-ék régi családi barátja, gyorsan hírnevet szerzett az opera néven ismert új zenei műfaj librettistájaként, együttműködve Jean-Baptiste Lully zeneszerzővel. Miután az Alceste (1674) című operát a tradicionalisták elítélték a klasszikus színháztól való eltérés miatt, Perrault válaszul megírta Critique de l’Opéra (1674) című művét, amelyben méltatta az Alceste érdemeit Euripidész azonos című tragédiájával szemben.
Ez az Alceste-ről szóló értekezés indította el az Ősök és a modernek vitáját (Querelle des Anciens et des Modernes), amely az ókori irodalom hívei (az “ősök”) és a XIV. louis-irodalom hívei (a “modernek”) között állt szemben. A modernek oldalára állt, és megírta a Le Siècle de Louis le Grand (Nagy Lajos évszázada, 1687) és a Parallèle des Anciens et des Modernes (Párhuzam az ősök és a modernek között, 1688-1692) című műveit, amelyekben századának irodalmának felsőbbrendűségét próbálta bizonyítani. A Le Siècle de Louis le Grand XIV. Lajos életveszélyes műtétjéből való felépülésének ünneplésére íródott. Perrault azt állította, hogy Lajos felvilágosult uralkodása miatt a jelenkor minden tekintetben felülmúlja az ókort. Azt is állította, hogy még a modern francia irodalom is magasabb rendű, mint az ókor művei, és hogy végül is még Homérosz is bólogat.
1682-ben Colbert 56 éves korában nyugdíjba kényszerítette Perrault-t, és saját fiára, Jules-Armand d’Ormoy márkira bízta a feladatokat. Colbert a következő évben meghalt, és Perrault megszüntette az íróként kapott nyugdíját. Colbert utódja elkeseredett riválisa, François-Michel le Tellier, de Louvois márki lett, és gyorsan eltávolította Perrault-t egyéb megbízatásaiból.
Ezután, 1686-ban Perrault elhatározta, hogy epikus költeményeket ír, és megmutatja a kereszténység iránti őszinte elkötelezettségét, megírja a Saint Paulin, évêque de Nôle (Szent Paulinus, Nola püspöke, Nolai Paulinusról) című művét. Akárcsak Jean Chapelain La Pucelle, ou la France délivrée című, Jeanne d’Arcról szóló epikus költeménye, Perrault is Nicolas Boileau-Despréaux gúnyolódásának céltáblájává vált.
Charles Perrault 1703-ban, 75 éves korában halt meg Párizsban. 2016. január 12-én a Google egy Sophie Diao művésznő által készített doodle-lal tisztelgett előtte, amely a Lúdanyó meséinek (Histoires ou contes du temps passé) szereplőit ábrázolja.