В актерскую профессию он пришел случайно – агент, отбиравший актеров для телесериала «Байкер-гроув» заприметил его в магазине и предложил сняться в небольшой роли.
В шесть лет Чарли увидел фильм «Экскалибур», который сильно повлиял на него. По его признанию, эта картина впервые разбудила в нем интерес к актерской профессии – Ханнэму захотелось самому сыграть короля Артура, сделав основной упор на внутреннем мире и переживаниях своего персонажа.
В 1999 году Чарли принял решение о переезде в Калифорнию для продолжения карьеры в Голливуде, где ему удалось добиться популярности и признания, снявшись в таких картинах как «Сыны Анархии», «Затерянный город Z», «Мотылек», «Тихоокеанский рубеж» и «Меч короля Артура»,«Джентльмены».
Примерно месяц являлся официально одобренным кандидатом на главную мужскую роль в картине «50 оттенков серого». Ханнэм неоднократно признавался, что был очень взволнован известием об утверждении его кандидатуры на эту роль и ее одобрением автором книги. Но, несмотря на это, а также на ту гармонию, которая сложилась между актером и его партнершей по съемкам Дакотой Джонсон, Чарли категорически отказался от участия в картине.
В различных интервью он по-разному мотивировал причины отказа от роли: то заявлял, что опасается бактерий, и потому всячески избегает поцелуев в кино, то рассказывал о том, что его возлюбленная была не в восторге от числа интимных сцен, в которых ему предстало сняться.
Фанатам знаменитости нравится версия о том, что Ханнэм не захотел переключаться со съемок в «Сынах анархии» на параллельную работу в «50 оттенках серого», боясь потерпеть творческую неудачу при подобном совмещении образов. Согласно еще одной версии, Чарли попросту отдал предпочтение картине «Багровый пик», сняться в которой ему предложили примерно в то же время.
В 2017 г. в прокате появился давно ожидаемый зрителями фильм «Меч короля Артура», главная роль в нем досталась Ханнэму – таким образом, актеру удалось воплотить в жизнь давнюю детскую мечту! Картина была тепло принята как критиками, так и зрительской аудиторией, став своеобразной вехой в карьере актера, которому для этой роли пришлось набрать девять кило мышц.
Чарли является обладателем 85 (!) пар кроссовок Nike, произведенных в основном еще в 90-ых годах. Появление такой коллекции обуви актер объясняет довольно просто – он вырос в небогатой семье, где кроссовки были роскошью, а потому, как только у него появилась возможность, он начал немедленно скупать все понравившиеся ему экземпляры. К счастью, Ханнэм смог вовремя остановится, а часть обуви, которую он так никогда и не одевал, передал на благотворительный аукцион.
Несколько лет назад актер осуществил свою давнюю мечту – приобрел собственную ферму неподалеку от Лос-Анджелеса и поселился там вместе с Морганой. Кроме фермы Ханнэм владеет особняком в Голливуде, построенном в стиле эпохи Возрождения. За двухэтажный дом с четырьмя спальнями, фонтаном и бассейном актер заплатил около 2.8 млн долларов.