Charlie Sheen s-a nascut Carlos Irwin Estevez, si este fiul actorului Martin Shenn (nascut Ramon Estevez) si al lui Janet Templeton, si s-a nascut in anul 1965. A prezentat interes pentru film inca din timpul scolii, facand filme cu prietenii sai, printre care se aflau Rob Lowe si Sean Penn. Dupa terminarea scolii, s-a decis sa se faca actor, la fel ca tatal sau si ca fratele sau mai mare, Emilio Estevez.
       
        El a avut primul rol in film la 9 ani, aparand alaturi de tatal sau in The Execution of Private Slovik, iar apoi in 1984 a inceput cariera sa cu adevarat, aparand in Red Dawn, un film despre razboiul rece. Dupa cateva roluri in seriale si filme TV, Sheen da lovitura in 1987 odata cu aparitia in filmul lui Oliver Stone, Platoon. In 1987 joaca iar intr-un film regizat de Stone, Wall Street. In 1989 joaca in comedia Major League. Urmatorul sau mare succes a fost tot o comedie, parodia Hot Shots.
       
        In 1990 s-a casatorit cu actrita Kelly Preston, dar ea l-a parasit dupa ce Sheen a impuscat-o accidental in mana. In 1995 s-a casatorit cu modelul Donna Peele, dar mariajul s-a sfarsit dupa 14 luni. In acelasi an in care a trebuit sa se casatoreasca, Sheen a depus marturie in procesul lui Heidi Fleiss, ce se ocupa cu plasarea de prostituate, el recunoscand ca a fost un client regulat si ca a platit 50.000$ pentru serviciile fetelor. In plin scandal, el nu s-a sfiit sa se afiseze cu Ginger Lynn Allen si Brittany Ashland, staruri porno. Relatia cu Ashland s-a terminat dupa ce aceasta l-a acuzat de violenta. Imaginea de baiat-rau s-a agravat in 1998 cand a fost internat intr-o clinica de dezintoxicare, el fiind dependent de droguri si alcool.
       
        In 1999, fratele sau, Emilio Estevez, l-a distribuit in filmul Rated X, un film despre viata regizorului de filme porno Artie Mitchell. In 2002, a anuntat logodna cu actrita Denise Richards.