Charlize, que creció en una granja en la localidad sudafricana de Benoni, es la hija única de un matrimonio formado por un constructor francés llamado Charles y una alemana llamada Gerda.
Su padre falleció en 1990, asesinado por su madre cuando aquel intentaba agredirla. El jurado absolvería a la mujer, alegando defensa propia. Charlize abandonó pronto su hogar para trabajar como modelo en Europa. A los 16 años pasó una temporada en Milan y, antes de la mayoría de edad, ya hacía las Américas.
Como, al parecer, lo de posar para los fotógrafos en ropa interior no le motivaba, Charlize optó por retomar los estudios de ballet en Nueva York. Una lesión de rodilla puso fin a sus sueños de dedicarse a la danza.
Trabajó desde su adolescencia como modelo, consiguiendo en 1996 gran renombre cuando fue la imagen de un famoso spot de la bebida Martini.
A mediados de los años 90, Charlize Theron y su madre se habían trasladado a la ciudad californiana de Los Angeles para intentar probar fortuna en Hollywood. Tras presentarse a todos los castings –fue rechazada para el papel protagonista de "Showgirls"–, consiguió trabajar junto a Edward James Olmos en un filme para la televisión por cable.
Debutó en 1996 en el mundo del cine cuando apareció en la película dirigida por John Herzfeld "2 días en el valle" (1996).
Su bautismo en una gran producción con estrellas se produjo en "Pactar con el diablo", donde sus tórridas escenas con Keanu Reeves y Al Pacino consiguieron que el gran público se fijara en ella.
Algunos traspiés –"No pierdas el juicio", "La cara del terror"– no impidieron que Theron dejara definitivamente atrás la etiqueta de promesa merced a dos títulos: en "Celebrity", Woody Allen jugaba con su imagen más sensual, mientras en "Mi Gran Amigo Joe", ya de protagonista absoluta, la joven demostraba que tenía cualidades dramáticas.
Su salto al estrellato se produjo cuando protagonizó "Las normas de la casa de la sidra" (1999) de Lasse Hallstrom.
Tan despampanante como hiperactiva, la actriz ya no recibe ofertas de chica sexy y puede presumir de haber sido dirigida por algunos de los cineastas con más talento de Hollywood.
Respecto a su vida sentimental, ha discurrido sin escándalos ni trascendencia en las revistas especializadas, pese a contar con personajes conocidos. Según la actriz, esto es así gracias a que ha sabido poner límites, y lo cierto es que ha aparecido fotografiada más junto a su madre o su mejor amiga, la estrella de la televisión Ivana Milicevic, que con sus novios. Tras una relación bastante duradera con Craig Bierko, durante unas vacaciones con su familia en Hawaii asistió a un concierto del grupo "Thir Eye Blind" y conoció a uno de sus componentes, el cantante Stephen Jenkins, a quien estuvo ligada asimismo mucho tiempo.
Ya libre de ataduras, en el otoño de 2002 conoció, durante el rodaje de "Atrapada" (2002), al que sería su nueva pareja, el actor irlandés Stuart Townsend. Con él compartió créditos en esta película de Luis Mandoki, y, más adelante, en "Juegos de mujer" (2004), de John Duigan, filme en el que da vida al objeto de deseo de su novio real y de la española Penélope Cruz.
Su rol de asesina en serie en el filme "Monster" (2003), de Patty Jenkins, confirmó su apreciable talento y le valió, amén de otros galardones, el Oso de Plata del Festival Internacional de Cine de Berlín, el Globo de Oro y el Oscar de la Academia de Hollywood a la mejor interpretación protagonista.
Al tratarse de la primera asesina en serie de la historia, el caso tuvo mucha repercusión y estaba aún fresco en el recuerdo de todos, porque la ejecución por inyección letal se llevó a cabo en octubre de 2002, tras doce años en el corredor de la muerte. El biopic no dio de sí todo lo que cabía esperar, pero la actriz sudafricana, una de las más bellas adquisiciones de la industria cinematográfica de los últimos años, pudo demostrar su capacidad de mutación, que es, en definitiva, la esencia de su oficio.
En Octubre de 2003, cuando estuvo en el Festival de Cine de San Sebastián para presentar el filme "The Italian job" (2003), de F. Gary Gray, encandiló a la prensa con una simpatía tan arrolladora como su belleza, y no dejó de sorprender su condición de mujer comprometida socialmente con diversas causas, contraria a la pena de muerte, activista de una organización que lucha por el trato ético a los animales, y portavoz, en su país, de una polémica pero eficaz campaña televisiva contra la violación. Gran admiradora de Nelson Mandela, cumplió uno de sus sueños al conocerlo personalmente cuando le llevó el Oscar, nada más obtenerlo, orgullosa de ser la primera sudafricana que obtiene ese premio.
En 2004, Charlize Theron participó en la película para TV de la cadena HBO "Me llaman Peter: Vida y muerte de Peter Sellers", que le valió otra nominación a los Globos de Oro.
Para 2005, la actriz aceptó un nuevo desafío, asumiendo el rol protagonista en "Aeon Flux", una película de ciencia-ficción ambientada en el futuro, basada en los cortos animados de la cadena de televisión MTV. Por otra parte, el mismo año, protagonizó "En tierra de hombres (North Country)", junto a Frances McDormand. Por este trabajo, la actriz fue nominada nuevamente a los Globos de Oro y a los Oscar de la Academia como mejor actriz protagonista...
Entre sus futuros proyectos, ya esta confirmada su participación en "The Brazilian Job", continuación de "The Italian Job", anunciado su estreno para 2006. A finales de 2007 se estrenó en Canadá y Estados Unidos Battle in Seattle con ella de protagonista.