Чарльз Шеффилд родился 25 июня 1935 года в Великобритании. Образование он получил в Кембридже, там же защитил диссертацию. А в 1960-х годах переехал в США.

Научная карьера Шеффилда была чрезвычайно успешной. Через некоторое время после переезда Шеффилд становится президентом Американского общества астронавтов и возглавляет корпорацию «Earth Satellite», производящую спутники для фотографирования Земли из космоса. В период с 1984 по 1986 годы Шеффилд являлся президентом Ассоциации американских писателей-фантастов.

Фантастику Чарльз Шеффилд начал публиковать в 1970-е годы. Он дебютировал с рассказом «Какие песни пели сирены» и быстро завоевал репутацию восходящей звезды и продолжателя дела Артура Кларка.

Чарльз работал в разных жанрах фантастики. Однако во всех своих работах он неизменно сохранял положительный взгляд на науку как способ решения любых задач. Он считал, что «без научного содержания научная фантастика превращается просто в фэнтези». Шеффилд был достаточно плодовитым автором: он писал в среднем больше чем по одному крупному произведению в год.

За роман «Брат драконам» Шеффилд удостоился премии Джона У. Кэмпбелла, а рассказ «Мыслями в Джорджии» был выдвинут одновременно на две премии – «Хьюго» и «Небъюла».

Чарльз Шеффилд скончался 2 ноября 2002 года.