Après une formation au cours Perimony, au conservatoire du 20ème arrondissement et lors de stages de théâtre russe et américain, Charlotte Boimare débute au théâtre dans Deux femmes pour un fantôme de René de Obaldia .

Elle poursuit au théâtre, notamment avec Orgasme adulte échappé du zoo de Dario Fo et Franca Rame mis en scène par Franck Victor, qu'elle joue en 2003 à l'Aktéon et au Petit Hébertot et qu'elle reprend en 2007 au Petit Gymnase et à L'Essaion.

Elle travaille également avec Christophe Botti pour la pièce Lit et autres possibilités et avec Michel Laliberté qui met en scène Cuisine et dépendances où elle interprète le rôle de Martine, à l'Aktéon puis à l'Essaion pendant plus de 200 représentations. Elle joue dans La Belle et la bête, m.e.s. Michel Laliberté en 2017.

Elle tient le rôle principal dans de nombreux courts-métrages.

En 2009, avec une scénariste et un réalisateur elle crée le personnage de Madame Imbuvable qui va devenir une série pour le web.

A partir de 2010, elle tient un rôle important dans une série à succès Plus belle la vie pendant un an et demi.

En 2011, elle co-écrit avec Alexandra Jussiaule seule en scène Norma dans tous ses états.

Charlotte Boimare enchaîne les tournages de fictions pour la télévision depuis 2012 et se consacre aujourd’hui à la production de Touche-moi.