Charles T. Barton nasceu em Oakland, Califórnia, em 25 de maio de 1902. Seu pai administrou uma loja de doces e logo mudou a família para Los Angeles, onde Charles, apelidado de "Charlie", conseguiu um emprego aos 15 anos, atuando como extra em filmes mudos. Ele finalmente deixou de atuar por um trabalho atrás das câmeras como assistente de direção, cargo pelo qual ganhou o Oscar em 1934. Nesse mesmo ano, estreou como diretor em Amor em Trânsito (1934), pela Paramount. Ele ficou na Paramount por vários anos, exibindo de quatro a cinco fotos por ano, mas uma passagem como assistente do diretor autocrático Cecil B. DeMille em Aliança de Aço (1939) resultou em sua saída da Paramount para a Columbia Pictures. Ele trabalhava constantemente naquele estúdio, dirigindo de sete a oito fotos por ano, principalmente musicais "B" e westerns. Em 1945, ele deixou a Columbia para a Universal Pictures, onde ganhou reputação como diretor de comédia de primeira categoria, especialmente para a equipe de comédia mais importante da Universal, Bud Abbott e Lou Costello. Ele dirigiu o que muitos consideram sua melhor imagem, o sucesso de crítica e financeira Abbott e Costello Encontram Frankenstein (1948) (por outro lado, ele também dirigiu o que muitos consideram sua pior imagem, Loucos São Vocês (1956)). Ao contrário de muitos diretores da equipe, Barton realmente se dava muito bem com eles, especialmente Costello, com quem ele tinha uma semelhança impressionante. A equipe o solicitou especificamente para o "A&C Meet Frankenstein", pois suas últimas fotos haviam falhado e a Universal estava pensando em despejá-las. O filme foi um enorme sucesso e revitalizou sua carreira.

À medida que a década de 1950 avançava, Barton começou a fazer menos longas-metragens e mais programas de televisão (ele foi um dos primeiros diretores de longas-metragens a trabalhar regularmente tanto na televisão quanto nos filmes, quando em 1951 assumiu o cargo de diretor da casa de The Amos 'n Andy Show (1951)), geralmente para Walt Disney. Nos anos 1960, tornou-se um dos diretores regulares da série de comédia de sucesso Family Affair (1966) e também dirigiu episódios de várias outras séries de sucesso, como McHale's Navy (1962), O Pimentinha (1959) e Hazel (1961).

Charles Barton faleceu em Burbank, CA, em 5 de dezembro de 1981.