Perrault urodził się 12 stycznia 1628 r. w Paryżu w zamożnej rodzinie mieszczańskiej, jako siódme dziecko Pierre’a Perraulta i Paquette Le Clerc. Uczęszczał do bardzo dobrych szkół i studiował prawo, zanim rozpoczął karierę w służbie państwowej, idąc w ślady ojca i starszego brata Jeana.
Brał udział w tworzeniu Akademii Nauk, jak również w odbudowie Akademii Malarstwa. W 1654 roku zamieszkał ze swoim bratem Pierre, który nabył stanowisko głównego poborcy podatkowego miasta Paryża. Kiedy w 1663 roku powstała Akademia Inskrypcji i Belles-Lettres, Perrault został mianowany jej sekretarzem i służył pod Jean Baptiste Colbertem, ministrem finansów króla Ludwika XIV. Jean Chapelain, Amable de Bourzeys i Jacques Cassagne (bibliotekarz króla) również zostali mianowani.
Używając swoich wpływów jako doradca administracyjny Colberta, w kwietniu 1667 roku udało mu się nakłonić swojego brata, Claude’a Perraulta, do powołania trzyosobowej komisji, Petit Conseil, w skład której wchodzili również Louis Le Vau i Charles Le Brun, którzy zaprojektowali nową sekcję Luwru, Kolumnadę, zbudowaną w latach 1667-1674, a nadzorowaną przez Colberta. Projekt ten został wybrany spośród projektów Gian Lorenzo Berniniego (z którym, jak wspomina Perrault w swoich Pamiętnikach, miał burzliwe stosunki podczas pobytu włoskiego artysty na dworze Ludwika w 1665 roku) i François Mansarta. Jednym z czynników decydujących o tym wyborze była obawa przed wysokimi kosztami, drugim – osobisty antagonizm między Berninim a czołowymi członkami dworu Ludwika, w tym Colbertem i Perraultem; sam król Ludwik zachował publiczną aurę życzliwości wobec Berniniego, nakazując wydanie w 1674 roku królewskiego brązowego medalu portretowego na cześć artysty. Jednak, jak opisuje Perrault w swoich Pamiętnikach, król żywił prywatną urazę do Berniniego za jego arogancję. Król był tak niezadowolony z konnego posągu Berniniego, że kazał go zniszczyć; jednak jego dworzanie przekonali go, by kazał go przerobić, z głową przedstawiającą rzymskiego bohatera Marka Kurcjusza.
W 1668 roku Perrault napisał La Peinture (Malarstwo) na cześć pierwszego malarza króla, Charlesa Le Bruna. Napisał również Courses de tetes et de bague (Wyścigi głów i pierścieni, 1670), napisane dla upamiętnienia uroczystości z 1662 roku, zorganizowanych przez Ludwika dla jego kochanki, Louise-Françoise de La Baume le Blanc, duchesse de La Vallière.
Perrault został wybrany do Académie française w 1671 roku.
Poślubił Marie Guichon, w wieku 19 lat, w 1672 roku; zmarła ona w 1678 roku.
W 1669 roku Perrault doradził Ludwikowi XIV, aby w labiryncie wersalskim w ogrodach wersalskich umieścić trzydzieści dziewięć fontann, z których każda przedstawiała jedną z bajek Ezopa. Prace zostały przeprowadzone w latach 1672-1677. Strumienie wody tryskające z pysków zwierząt zostały pomyślane tak, aby sprawiały wrażenie mowy między stworzeniami. Przy każdej fontannie znajdowała się tablica z napisem i quatrain napisany przez poetę Isaaca de Benserade. Perrault stworzył przewodnik po labiryncie, Labyrinte de Versailles, wydrukowany w prasie królewskiej, w Paryżu, w 1677 roku i zilustrowany przez Sebastiena le Clerc.
Philippe Quinault, wieloletni przyjaciel rodziny Perraultów, szybko zyskał reputację jako librecista nowego gatunku muzycznego znanego jako opera, współpracując z kompozytorem Jean-Baptiste Lully. Po tym jak Alceste (1674) został potępiony przez tradycjonalistów, którzy odrzucili go za odejście od klasycznego teatru, Perrault napisał w odpowiedzi Critique de l’Opéra (1674), w której wychwalał zalety Alceste w porównaniu z tragedią o tym samym imieniu autorstwa Eurypidesa.
Ta rozprawa o Alceste zapoczątkowała spór starożytnych i nowoczesnych (Querelle des Anciens et des Modernes), w którym zwolennicy literatury antycznej („starożytni”) przeciwstawiali się zwolennikom literatury z wieku Ludwika XIV („nowocześni”). Stanął po stronie modernistów i napisał Le Siècle de Louis le Grand (Stulecie Ludwika Wielkiego, 1687) oraz Parallèle des Anciens et des Modernes (Równolegle między starożytnymi i nowoczesnymi, 1688-1692), w których starał się udowodnić wyższość literatury swojego stulecia. Le Siècle de Louis le Grand został napisany dla uczczenia powrotu Ludwika XIV do zdrowia po operacji zagrażającej jego życiu. Perrault dowodził, że dzięki oświeconym rządom Ludwika, obecny wiek jest pod każdym względem lepszy od czasów starożytnych. Twierdził również, że nawet współczesna literatura francuska przewyższa dzieła starożytności, i że w końcu nawet Homer przytakuje.
W 1682 roku Colbert zmusił Perraulta do przejścia na emeryturę w wieku 56 lat, powierzając jego zadania własnemu synowi, Julesowi-Armandowi, markizowi d’Ormoy. Colbert umarł w następnym roku, a Perrault przestał otrzymywać emeryturę przyznaną mu jako pisarzowi. Następcą Colberta został jego gorzki rywal, François-Michel le Tellier, markiz de Louvois, i szybko usunął Perraulta z innych stanowisk.
Po tym wydarzeniu, w 1686 roku, Perrault postanowił pisać poezję epicką i pokazać swoje prawdziwe oddanie chrześcijaństwu, pisząc Saint Paulin, évêque de Nôle (Święty Paulin, biskup Noli, o Paulinie z Noli). Podobnie jak La Pucelle, ou la France délivrée Jeana Chapelaina, epicki poemat o Joannie d’Arc, Perrault stał się celem kpin ze strony Nicolasa Boileau-Despréaux.
Charles Perrault zmarł w Paryżu w 1703 roku w wieku 75 lat. 12 stycznia 2016 roku Google uhonorowało go doodlem autorstwa artystki Sophie Diao przedstawiającym postacie z Bajek Matki Gęsi (Histoires ou contes du temps passé).
.