Charlie Heaton stammt aus Bridlington an der Küste Yorkshires. Im Alter von 16 Jahren zog er zu seinem Vater nach London. Dort wurde er Drummer der Rockband Comanechi, wirkte an deren zweitem Album mit und ging mit ihnen auf eine Welt-Tournee.[1][2][3]
Im Juli 2016 wurde dann auf Netflix die Mystery-Serie Stranger Things veröffentlicht. Charlie Heaton spielt darin in einer Hauptrolle den schüchternen Teenager Jonathan Byers, der seinen verschwundenen Bruder sucht. Die Serie fand bei Kritikern Anklang, wurde ein Erfolg für Netflix und Heaton wurde für die weiteren Staffeln verpflichtet.[5][6] Zudem erhielt er 2017 zusammen mit seinen Mitschauspielern den Screen Actors Guild Award für das beste Ensemble einer Dramaserie.[7]
Später im Jahr 2016 erschien der Film Shut In, in dem Heaton an der Seite Naomi Watts’ eine Hauptrolle spielt.