Passionnée de théâtre et de chant, Charlotte Hervieux effectue sa formation à l'Institut Supérieur des Arts de la Scène Rick Odums à Paris, puis se lance dans une carrière principalement orientée vers l'univers du spectacle. Début 2012, soit un an avant la fin de son cursus, elle incarne Fiona enfant dans "Shrek le Musical" au Casino de Paris. Fort de ce premier essai convaincant, la jeune comédienne enchaîne les prestations dans diverses comédies musicales familiales : "L’Enfant au Grelot" (2012 - 2013), "Kid Manoir 1" et 2 (2013 - 2014), "Raiponce et le Prince Aventurier" (2014 - 2016) et "La Famille Addams" (2017 - 2018).  

Charlotte Hervieux prend aussi part à d'autres types de spectacles, comme la comédie de boulevard "Pilule Amère", le seul en scène musical pour enfants "Où es tu Cacahuèt" ou encore la version concert des "Misérables" à l'Opéra de Rennes (via les personnages de Cosette et Eponine). Egalement douée en chant, elle joue la Diva Bleue dans un numéro artistique hommage au film culte Le Cinquième élément de Luc Besson, à l'occasion du Festival International des Arts Martiaux. En 2018, elle interprète, dans le spectacle de danse et de musique "We Will Rock You", plusieurs titres du groupe Queen.

Parallèlement à ses diverses prestations scéniques, Charlotte Hervieux s'essaye devant la caméra et incarne le personnage de Mélanie Jombier le temps d'un épisode de la série comique Nos chers voisins. L'actrice participe également à deux web séries : Ulysse (Prix du Public ainsi que le Prix de la Meilleure Réalisation au Festival Francophone de la Websérie) et Preview, où elle campe une jeune youtubeuse.  

En 2019, alors qu'elle avait interprété Anna dans la comédie musicale "La Reine des neiges" (2015), Charlotte Hervieux est choisie pour prêter sa voix à Elsa dans le tant attendu long métrage animé La Reine des neiges 2, dont la sortie est prévue pour le 20 novembre 2019. Reine d'Arendelle et grande sœur d'Anna, ce personnage était doublé par Anaïs Delva dans le premier volet sorti en 2013. Toujours réalisée par Chris Buck et Jennifer Lee, cette suite voit Elsa s’interroger sur l'origine de ses pouvoirs magiques. Avec l’aide d’Anna, Kristoff, Olaf et Sven, elle entreprend un voyage aussi périlleux qu'extraordinaire...