Deuxième fils de Victor Hugo (Léopold Hugo, son aîné n'a vécu que trois mois en 1823). Atteint par l'épidémie de choléra de 1832, il est soigné avec dévouement par son père et guérit. C'est par lui que son condisciple Auguste Vacquerie fut amené dans la famille Hugo. Le 31 juillet 1840, il obtient au concours général, le premier prix de thème en latin. En août 1846, il est atteint de la typhoïde. En 1847, Charles est devenu l'amant de l'actrice Alice Ozy ; on ne peut préciser si son père l'a précédé, l'a accompagné, ou l'a suivi dans la liaison qu'il eut avec cette personne.

Après les journées de Février, Charles fut quelques temps secrétaire de Lamartine. Avec son père, son frère, Paul Meurice et Auguste Vacquerie il fonda, le 1er août 1848, le journal "l'Evénement", qui après avoir soutenu la candidature de Lamartine à la présidence de la République, se déclare en faveur du Prince Louis Napoléon Bonaparte ; mais ce journal, en octobre 1849, se fait sévère pour le Prince Président. Le 16 mai 1851, Charles y publie un article contre la peine de mort ; poursuivi en justice, il est défendu par son père. Il est condamné à six mois de prison en juillet et est écroué à la Conciergerie, d'où il sort le 28 janvier 1852, pour rejoindre son père à Bruxelles, puis le suivre à Jersey ; là, c'est lui qui, par son don de médium, tient le rôle le plus important dans les séances de transmission de pensée par les tables tournantes. Il accompagne son père et Juliette à l' île de Sercq en mai 1859. En mai 1861, il fait jouer à Bruxelles sa pièce "Je vous aime".

Mais las de l'exil, il retourne à Paris en octobre, à la grande colère de son père. Lorsque celui-ci organise des dîners hebdomadaires pour les enfants pauvres à Hauteville House (1862), Charles est choqué de la prière qui précède le repas et de l'action de grâces à Dieu qui le suit ; cette spiritualité vague s'oppose à sa propre indifférence religieuse. En 1863, il accompagne son père et Juliette en Allemagne, et en 1867 en Hollande. Nouvel essai théâtral, Charles a tiré un drame des Misérables, représenté en janvier 1863 à Bruxelles, où il demeurera assez souvent et où il se mariera les 17 et 18 octobre 1865 avec Alice Lahaene ; de ce mariage naîtront un premier fils, Georges, mort en bas âge, un second fils, également prénommé Georges le 16 août 1868, et une fille, Jeanne née le 29 septembre 1869.

En 1869, Charles fonde avec son frère, Auguste Vacquerie, Paul Meurice et Rochefort, un nouveau journal, Le Rappel, qui ne tardera pas à être saisi, puis suspendu et frappé de lourdes amendes pour des articles infamants d'après le pouvoir en place, tandis que Charles est condamné à quatre mois de prison et 1 000 F d'amende, les 10-14 décembre 1869, et encore à la même double peine le 7 janvier 1870, une troisième fois à six mois de prison et 1 000 F d'amende le 5 avril 1870, une quatrième fois à un mois de prison et  1 000 F d'amende le 20 mai. Libéré de toute condamnation à la chute de l'Empire, Charles meurt brusquement à Bordeaux en 1871.