Son bac en poche, il s’inscrit dans une école de commerce et, parallèlement suit les cours de théâtre de Patricia Vella à l’atelier des Pentes dans le quartier de La Croix Rousse. En 2007, il décide de poursuivre sa formation artistique à Paris et intègre le Studio Pygmalion puis le Laboratoire de l’acteur.
Petit à petit, il se lance dans l’écriture de sketchs et débute une formation d’improvisateur au sein de la Ligue Française d’Improvisation. En 2011, il intègre la troupe d’improvisation Les Colocataires avec laquelle il va faire ses armes jusqu’en 2014.
De 2011 à 2013, il se produit également dans une petite salle parisienne, le théâtre Le bout, avec son premier spectacle : L’homme idéal ou juste un gros connard?. En 2012, il écrit et met en scène la pièce Les filles des Mathurins jouée au théâtre des Mathurins.
En septembre 2015, il revient avec son deuxième one-man show, L’Homme moderne, qu’il présente en tournée pendant plusieurs mois, puis à Paris. En juillet 2016, son nouveau spectacle Fils de, qu’il joue au Point Virgule rencontre un vif succès. Il est toujours à l’affiche en 2017.
Parallèlement, en 2011, il fait ses premiers pas d’acteurs et décroche un rôle dans Les combattants de l’ombre, téléfilm diffusé sur Arte. L’année suivante, il incarne Christian Morise, le secrétaire particulier de Claude François, dans le biopic Cloclo.
En 2013, il donne la réplique à Laurent Gerra dans le téléfilm L’escalier de fer sur France 3. Toujours pour le petit écran, il joue à nouveau dans une adaptation d’un roman de Georges Simenon, La mort d’Auguste, aux côtés de Jean-Pierre Darroussin, en 2015.
Sur le petit écran, Jérémy Charbonnel se fait connaître en 2015 lorsqu’il rejoint l’équipe de chroniqueurs de Stéphane Bern dans l’émission Comment ça va bien !En septembre 2017, Laurent Ruquier lui propose une chronique dans la nouvelle émission, Les enfants de la télé, sur France 2.
