Charly Hübner war nach seiner Schauspielausbildung an der Hochschule für Schauspielkunst Ernst Busch bis 2003 ausschließlich am Theater zu sehen, am Schauspiel Frankfurt am Main, am Theater am Turm Frankfurt sowie mit einem Gast-Engagement an der Schaubühne in Berlin. 1996 erhielt er den Friedrich-Luft-Preis für die Inszenierung „Weihnachten bei Iwanows“ sowie den Darstellerpreis vom Treffen der Schauspielschulen in Chemnitz. 2003 begann seine Fernsehkarriere mit Rollen u. a. in „Wenn Weihnachten wahr wird“. Im gleichen Jahr folgte sein Kinodebüt in Sherry Hormanns Komödie „Männer wie wir“. Seither ist Charly Hübner regelmäßig in TV-Filmen und -Reihen zu sehen.

Im Kino war der Schauspieler mit Rollen unter anderem in Eoin Moores „Im Schwitzkasten“, in Florian Henckel von Donnersmarcks Oscar gekröntem Stasi-Drama „Das Leben der Anderen“ und in Bastian Günthers „Autopiloten“ zu sehen. Mit Anke Engelke war Charly Hübner von 2008 – 2013 in Sketchen ihrer preisgekrönten Comedyserie „Ladykracher“ (u. a. Deutscher Comedypreis, Deutscher Fernsehpreis) auf dem Bildschirm präsent. Seit 2007 ist Charly Hübner auch wieder als Theaterschauspieler in Zürich, Köln und Hamburg aktiv (u. a. in „Der Kirschgarten“, „Puntila und sein Knecht Matti“, „Der Idiot“, „Schuld und Sühne“, „Onkel Wanja“ und „Schiff der Träume“). Von 2010 - 2022 ermittelte er als Kriminalhauptkommissar Alexander Bukow zusammen mit Anneke Kim Sarnau für den Polizeiruf 110 in Rostock und erhielt dafür 2013 den Bayerischen Filmpreis, den Preis „Metropolis“ des Regieverbandes und 2014 den „Jupiter“. Es folgten weitere Filme u. a. der vielgelobte Film „Unter Nachbarn“. Für seine Leistungen in diesem Film erhielt Charly Hübner 2013 die „Goldene Kamera“. Im selben Jahr war der Schauspieler als Familienvater in dem Kinodrama „Eltern“ in einer Hauptrolle neben Christiane Paul zu sehen. 2014 folgten Andre Powelz „Ohne dich“, Detlev Bucks Filme „Bibi & Tina“ sowie die preisgekrönte TV-Tragikomödie „Bornholmer Straße“ von Christian Schwochow, wofür Charly Hübner den Darstellerpreis beim Fernsehfestival Baden-Baden 2014 und den Grimme Preis 2015 erhielt. „Bornholmer Straße“ gewann zudem den Bambi als „TV-Ereignis des Jahres“. 2015 sah man Charly Hübner in den Fernsehfilmen „Vorsicht vor Leuten“, „Anderst schön“ und „Der verlorene Bruder“. Im selben Jahr wurde der vielseitige Schauspieler mit dem Comedy Preis als „Bester Schauspieler“ ausgezeichnet. Auch auf der Theaterbühne steht der Wahlhamburger, u. a. mit den Stücken „Der Idiot“, „Onkel Wanja“, „Schuld und Sühne“ sowie mit Heinrich Bölls „Der Engel schwieg“. In Adolf Winkelmanns Ruhrgebiets-Film „Junges Licht“ (2016) spielte Charly Hübner den Vater des jungen Helden, als Hagen Kluth agierte er neben Anke Engelke in der TV-Komödie „Einmal Hallig und zurück“ (Hermine Huntgeburth), in Maria Schraders „Vor der Morgenröte – Stefan Zweig in Amerika“ (2016) war er als Schweizer Schriftsteller Emil Ludwig zu sehen und in Andreas Dresens "Timm Thaler" als Kreschimir. 2017 folgten Sven-Regeners-Verfilmung „Magical Mystery oder die Rückkehr des Karl Schmidt“ und Lars Jessens TV-Komödie "Jürgen - heute wird gelebt", die 2018 die Goldene Kamera erhielt. 2018 agierte der vielseitige Schauspieler nicht nur in Lola Randls "Fühlen Sie sich ausgebrannt und leer" und Emily Atefs "3 Tage in Quibéron" sondern auch als Regisseur mit seiner Dokumentation "Wildes Herz" - ein Film über "Feine Sahne Fischfilet", eine der erfolgreichsten deutschen Punkbands, und den Frontmann Jan "Monchi" Gorkow. 2019 folgte die WDR-Produktion "Klassentreffen" als Film und Serie. 2020 konnte man ihn in Matti Geschonnecks Romanverfilmung "Unterleuten-Das zerissene Dorf", in der Verfilmung von Udo Lindenbergs Leben "LINDENBERG! Mach dein Ding" von Hermine Huntgeburth, in einer Hauptrolle in der SKY-Serie "Hausen", in dem ZDF-Film "Das Verhör in der Nacht" sehen und 2021 in Jan Georg Schüttes Improfilm "Für immer Sommer 90" (Grimme Preis 2021). 2022 folgten die Serien "Das Begräbnis" und "Kranitz", Andreas Dresens preisgekrönter Film "Rabiye Kurnaz gegen George W. Bush" und die Buchverfilmungen "Die Mittagsstunde" sowie "Die Stillen Trabanten". Weiterhin ist Charly Hübner auch als Sprecherstimme aktiv, u.a. für Oberlix in "Asterix und das Geheimnis des Zaubertranks" sowie als Autor über "MOTÖRHEAD oder Warum ich James Last dankbar sein sollte" (Kiepenhauer & Witsch). 2023 sah man Charly Hübner in Lars Jessen's RTL+ Serie "The Legend of Wacken". Im selben Jahr folgte seine erste Regiearbeit für einen Langspielfilm - "Sophia, der Tod und ich". Zuletzt sah man den Schauspieler in der Impro-Serie "Ein Fest der Liebe" (ARD).