Шарль де Кулон родился 14 июня 1736 года в Ангулеме на юго-западе Франции в семье правительственного чиновника. Однако детство его прошло в Париже, куда семья переехала вскоре после рождения сына.

Образование Кулон получил в «Коллеже четырёх наций» (Коллеж Мазарини), по окончании которого в феврале 1760 года он поступил в Военно-инженерную школу. Через год, окончив школу, Шарль получил чин лейтенанта. Его направили в порт Брест производить  картографические работы. Затем в течение нескольких лет Кулон служил в инженерных войсках на принадлежавшем Франции острове Мартиника в Форте Бурбон. Много раз тяжело болел. По состоянию здоровья был вынужден вернуться во Францию, служил в Ла-Рошели и Шербуре. В 1781 году обосновался в Париже, служил интендантом вод и фонтанов. В том же году стал членом Парижской академии наук. После начала революции в 1789 году ушёл в отставку и перебрался в своё поместье в Блуа.

Уже после революции Академия наук неоднократно вызывала учёного в Париж для участия в определении мер и весов (инициатива революционного правительства). Кулон стал одним из первых членов Национального института, заменившего академию. В 1802 году был назначен инспектором общественных сооружений, но здоровье, подорванное на службе, не позволило учёному существенно проявить себя на этой должности.

Скончался 23 августа 1806 года в Париже. Его имя внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.