Elle commence sa carrière comme mannequin à l'âge de quinze ans, et elle apparaît sur des campagnes publicitaires comme celle pour Barilà, une marque de prêt-à-porter canadienne, qui lui aurait ouvert la porte vers le chant et la musique[2].
Elle termine dans le top 3 de la première saison de l’émission de chant La Voix sur TVA en 2013[3]. Suite à l’émission, la jeune chanteuse est invitée sur l’album de Garou, Au milieu de ma vie, sur le duo Du vent, des mots[4],[5]. Le , elle monte sur la scène du programme frère The Voice : La Plus Belle Voix en France pour interpréter cette même chanson avec Garou, juge sur cette édition[6].
Elle sort, par la suite, son premier EP, Big Boy, en 2016 sur Cult Nation Records[7],[8]. Big Boy est composé de paroles anglaises et françaises[9]. Elle est sélectionnée, puis finaliste pour un « Socan Songwriting Prize » dans la division française pour son morceau Les échardes[10] ; la chanson titre Big Boy a été jouée sur CBC Radio 2 et celle-ci est entrée dans le palmarès de Radio 2 Top 20[11].
En , elle sort son deuxième EP, Main Girl[16], qui contribue à faire fructifier sa carrière à l'international. Lors du 39e Gala de l'ADISQ, elle est nommée dans la catégorie anglophone « chanson de l'année » et « spectacle de l'année »[17].
Elle a reçu deux nominations aux Prix Juno de 2018, pour découverte de l'année et Auteur(e)-compositeur(trice) de l'année pour Main Girl, Paradise Motion et The Kids[18].
En 2019, Cardin est apparu sur l'album Tout ça pour ça de Loud en tant que chanteuse en duo sur le titre Sometimes, All the Time[source secondaire souhaitée][19].
Le , la chanteuse lance le premier single de son nouvel album qui paraîtra lors de l'hiver 2021[21], Passive agressive[22]. D'ailleurs, cet album sera son tout premier. Charlotte Cardin a spécifié que son nouvel album sera également sa première réalisation en coécriture. Toutes les chansons de l'album, à l'exception d'une, sont écrites avec Jason Brando, producteur et agent de la chanteuse[23].
Le , elle sort son premier album Phoenix[24]. L'album comporte 20 titres[25].
Durant l'année 2021, Phoenix est le quatrième album le plus écouté au Canada, derrière l'album de Justin Bieber et les albums de The Weeknd[26].
Elle remporte trois « Felix » au Premier Gala de l'ADISQ 2021, soit celui de l'artiste ayant le plus rayonné hors Québec, celui de l'album anglophone et celui du spectacle en ligne - autre langue[27].Elle a également fait un concert à New York, où les 650 places étaient vendues[28].
Charlotte Cardin s'illustre aussi à la cérémonie des prix Juno de 2022. Elle y remporte le prix de l'artiste de l'année alors que Phoenix reçoit les prix de l'album de l'année et de l'album pop de l'année et que la chanson Meaningless décroche le prix du single de l'année[29].
Le 11 avril 2023, elle sort un nouveau single nommé Confetti, révélant quelques lignes de sa première chanson depuis le grand succès Phoenix sur son Instagram et son compte Tiktok.
Le 7 août 2023, elle apparaît dans une capsule vidéo de A Colors Show sur YouTube où elle interprète Next To You.[30]
Le 25 août 2023, elle sort son deuxième album 99 Nights. Cet album reflète la grande quête identitaire qu'elle a vécu après la publication de son premier album, durant l'écriture de son deuxième[31]. 99 Nights figure sur la longue liste du prix de musique Polaris 2024[32].
Le 17 novembre 2023, elle sort Une semaine à Paris, un tout nouveau EP en français qui comporte 4 chansons[33].
Le 2 décembre 2023, elle participe au prime de la Star Academy dans un duo avec Héléna sur sa chanson Anyone Who Loves Me.
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