В Малибу, куда семейство перебралось спустя четыре года после рождения Карлоса, мальчик начал посещать школу «Санта-Моника». Особыми талантами не блистал, выделялся лишь на физ занятиях, на которые ходил с удовольствием. Бейсбол стал его любимой игрой, и здесь он добился определённых успехов став лидером команды. Лишь в старших классах у юноши обнаружилась тяга к театру и кино. Последствием этого увлечения стало несколько короткометражных лент, Их он снял вместе с Ш. Пеном и Р. Лоу, которые учились вместе с ним. Но с учёбой было по-прежнему не очень хорошо, так как Карлоса выгоняют из школы незадолго до получения аттестата зрелости. Но юноша не растерялся, а взял псевдоним и поехал в Голливуд.
Первое появление Карлоса на экране состоялось в десятилетнем возрасте, в киноленте отца «Казнь рядового Словика», а 1994-м он сыграл вместе с Патриком Суэйзи в боевике «Красный рассвет». Игру актёров отметили, а сам фильм рассказывающий о Третьей мировой из-за очень странного сюжета, кинокритики не пожаловали. 1986-й отметился военным драматическим фильмом «Взвод». Режиссёр поначалу хотел взять на роль старшего брата Чарли Шина - Эмилио Эстевеса. То даже был уже утверждён, но режиссёр неожиданно передумал и Чарли снялся в картине вместо брата. Кинокритики, а особенно эксперты посчитали, что «Взвод» очень достоверно раскрыл события происходящие во время Вьетнамской войны.
В последующие года выходили ещё кинофильмы с участием Чарли Шина и некоторые из них, в особенности «В погоне за тенью», где актёр сыграл главную была положительно отмечена кинематографическим обществом.
Однако, кроме взлётов, были головокружительные падения. Кинофильм «Погоня» оказался именно такой подножкой в карьере Чарли Шина. Далее вышел фантастический триллер «Прибытие» рассказывающий об инопланетных цивилизациях. Что примечательно, актёр с успехом играет как драматические роли, так и комедийные, вспомним комедию «Горячие головы» или телевизионный сериал «Два с половиной человека». Именно комедийные персонажи в кинолентах и сериалах принесли популярность актёру.
Как и многие голливудские звёзды, которые за всю свою жизнь крутили неоднократные романы, Чарли Шин не оказался исключением. Актёр был трижды женат официально и даже, некоторое время умудрился иметь отношения с двумя женщинами одновременно. В 2015-м, актёр сделал публичное заявление о том, что является ВИЧ-инфицированным.