Ainda enquanto estudante de filosofia na Sorbonne, interessa-se pela luta política e ingressa na Juventude Comunista Francesa onde conhece George Dudach, seu futuro marido. Abandona a universidade em 1937 e em 1939 torna-se secretária e actriz do actor e director de teatro Louis Jouvet.
A 2 de Março de 1942 é presa, juntamente com George, por cinco polícias franceses das Brigadas Especiais e entregue à Gestapo. Foi uma das 230 mulheres transferidas para Auschwitz no dia 24 de Janeiro de 1943. Destas 230, 49 sobreviveram.
Enquanto recuperava na Suíça, em 1946, escreveu Nenhum de Nós Há-de Voltar, o primeiro livro da sua obra-prima, editado em França pelas Éditions de Minuit.
Depois da guerra trabalhou para a ONU até 1960, ano em que regressou a França para ser assistente do filósofo Henri Lefebvre. Morreu em 1985. A sua biografia bem como a sua obra literária foram objecto de reflexão e estudo no livro "Charlotte Delbo: La Vie Retrouvée", de Ghislaine Dunant, vencedor do Prémio Femina de Ensaio em 2016 (França).
