Charlie Thomas Cox, 15 Aralık 1982 tarihinde Londra, İngiltere’de doğdu ve Doğu Sussex'te büyüdü. Beş çocuğun en küçüğü olan Cox Katolik olarak yetiştirildi ve iki özel yatılı okulda eğitim gördü. Oyunculuk kariyeri gençlik yıllarında aklında pek olmasa da sadece okuldaki son birkaç yılında Cox oyunculuğa yöneldi. 2001 yılında Sherborne'dan mezun olduktan sonra Londra'ya taşındı ve ertesi yıl Bristol Old Vic Tiyatro Okulu'nda eğitim almaya başladı. İlk önemli profesyonel rolünü ise 18 yaşındayken 2003 yılında gösterime giren psikolojik gerilim filmi “Dot the I”de oynayarak üstlendi. Eğitiminin ilk yılını takip eden yaz, 2004 yapımı Al Pacino filmi Venedik Taciri'nde Lorenzo rolünü oynadı ve okulunun “öğrencilerin dış yapımlar için seçmelere katılmasına izin vermeme politikasını” alt üst etti. Cox 2005 yapımı tarihi drama “Casanova” ve 2006 yapımı BBC bilimkurgu filmi “A for Andromeda” gibi filmlerde yardımcı roller üstlendi. Kariyerinin ilk yıllarında fantastik film Stardust’ta (Yıldız Tozu/2007) canlandırdığı Tristan Thorn rolüyle önemli bir çıkış yakaladı. Ayrıca, Harold Pinter’ın Aldatma oyununun tiyatro prodüksiyonunda da sahneye çıktı. Akabinde Boardwalk Empire (2011-2012) dizisinde Owen Sleater karakterini canlandırdı. Her Şeyin Teorisi (2014) filminde Jonathan Hellyer Jones rolünü üstlendi. Daredevil (2015-2018) dizisinde Matt Murdock / Daredevil karakterini canlandırdı ve bu performansı ile Marvel Sinematik Evreni’nde dikkat çekti. bu başarılarının ardından The Defenders (2017) dizisinde de başrolü sırtladı. Kin (2021) adlı RTÉ drama dizisinde ve Treason (2023) adlı Netflix casus mini dizisinde de rol aldı. Charlie Cox yakın dönemde Daredevil: Born Again (2024) adlı televizyon dizisinde yine Matt Murdock / Daredevil karakteri ile kamera karşısına geçti.