Charlie Plummer estrela o lançamento da A24 Lean on Pete (2017), escrito e dirigido por Andrew Haigh (45 anos) e com participação de Steve Buscemi, Chloë Sevigny e Travis Fimmel. No final de 2017, ele apareceu no thriller de sequestro de Ridley Scott, All the Money in the World, interpretando John Paul Getty III ao lado de Christopher Plummer, Michelle Williams e Mark Wahlberg, que foi filmado em Roma, Jordânia e Londres.
Em 2020, ele estrelou em dois filmes adolescentes, ambos com boa crítica: Espontâneo (2020), ao lado de Katherine Langford, e Palavras na Parede do Banheiro (2020), com Taylor Russell, Andy Garcia, Walton Goggins e Molly Parker. Ele também foi o protagonista no filme de terror The Clovehitch Killer (2018) com Dylan McDermott e na série Looking for Alaska (2019), e teve papéis importantes nos indies Gully (2019) com Amber Heard, Kelvin J. Harrison e Jacob Latimore , and Share (2019), escrito e dirigido por Pippa Bianco.
Charlie começou sua carreira profissional no filme do criador de Sopranos David Chase, Not Fade Away, e no mesmo ano foi escalado para um papel recorrente no premiado Boardwalk Empire da HBO. Ele também foi regular na série no drama da guerra fria da Netflix Granite Flats, estrelando com Christopher Lloyd e Parker Posey. Ele interpretou o personagem principal em King Jack (2015), que ganhou o Prêmio do Público no Tribeca Film Festival de 2015, lançado nos cinemas em 2016. Ele então apareceu no thriller de drama independente de 2017, The Dinner, ao lado de Richard Gere, Laura Linney, Steve Coogan, Chloë Sevigny e Rebecca Hall, escrito e dirigido por Oren Moverman.
Charlie divide o tempo entre a cidade de Nova York e o interior do estado, com sua mãe, a atriz Maia Guest, seu pai, escritor e produtor John Christian Plummer, o irmão mais novo James, e Luigi, seu buldogue inglês.
