Charlotte Woronkow wurde als Tochter deutsch-russischer Eltern 1993 in Herne geboren. Ihren ersten Violinunterricht erhielt sie mit sechs Jahren an der Städtischen Musikschule in Herne bei Martin Rübenstahl-Schmidt. Kurz darauf wechselte sie an die ehemalige Russische Musikakademie, heute Internationales Konservatorium am Phoenixsee in Dortmund. Dort begann ihre professionelle Musikausbildung mit ihrem seitdem langjährigen Pädagogen und Förderer Alexander Ostrovski. 2012 bis 2019 studierte sie an der Musikhochschule Lausanne, Site de Sion, bei Professor Pavel Vernikov und schloss ihr Studium 2019 mit dem Solistendiplom ab.
Mit 14 Jahren erhielt Charlotte Woronkow den 1. Preis mit Höchstpunktzahl beim Bundeswettbewerb „Jugend musiziert" und einen Sonderpreis der Deutschen Stiftung Musikleben. 2008 wurde ihr der „Ferdinand-Trimborn-Förderpreis NRW“ zuerkannt. Internationale Erfolge erspielte sie beim „Welt-Wettbewerb für junge Violinisten", beim „Telemann-Wettbewerb“, beim Internationalen Violinwettbewerb „Andrea Postacchini“ und zuletzt in 2016 bei der „International Jeunesses Musicales Competition“ in Belgrad.
Solistische Auftritte führten Charlotte Woronkow in jungem Alter in das Konzerthaus Dortmund, die Kölner Philharmonie, die Tonhalle Düsseldorf, die Jahrhunderthalle Bochum, die Accademia Filarmonica di Verona und an das Gnessin-Institut Moskau.
Höhepunkte waren in 2008 und in 2011 ihre Zusammenarbeit mit dem Dirigenten Jac van Steen und den Dortmunder Philharmonikern. Darüber hinaus spielte sie mit den Düsseldorfer und Bochumer Symphonikern, dem Ural Philharmonic Orchestra und verschiedenen Jugend- und Kammerorchestern.
Charlotte Woronkow ist zahlreiche Stipendiatin, unter anderem der Fondation Nicati-de Luze in Lausanne, des Rahn Kulturfonds in Zürich, der Phoenix-Musikakademie in Dortmund und der Villa Musica in Rheinland-Pfalz. 2017 wurde sie in der Schweiz mit dem „Prix du domaine musique et arts de la scène de la HES-SO 2017“ ausgezeichnet.
Sie spielte mit namhaften Musikern beim Sion Festival, ist Mitglied des jungen ENSEMBLES ESPERANZA aus Liechtenstein und seit 2017 regelmässig in der Familienkonzertreihe von Crans Montana Classics zu hören. Mit dem Ensemble Valéik bringt sie zeitgenössische Musik auf die Bühne. 2020 spielte sie in einer Kindertheaterproduktion der Philharmonie Luxemburg. 2020/21 ist sie als Solistin mit der Klassischen Philharmonie Bonn in zahlreichen Städten Deutschlands auf Tournee.
Charlotte Woronkow spielt eine italienische Violine von Antonio Mariani, die ihr von der Phoenix-Musikakademie in Dortmund zur Verfügung gestellt wird.