Дебютом Фаррелла в кино стала крошечная бессловесная роль в драме «The Cheat» в 1923 году, и он еще три года мыкался из массовки в массовку, пока на красивого и высокого молодого человека не обратил внимание кто-то с «Paramount Pictures», и Чарльз не получил внезапно главную роль в «Old Ironsides» (1926), костюмированной драме о сражении американского корабля с пиратами в Средиземноморье. После этого роли, хоть и небольшие, посыпались на Фаррелла одна за другой, и актер очень быстро стал любимцем публики, в особенности ее женской части.
Наконец он подписал контракт с «Fox Studios», и кто-то из руководства догадался поставить Фаррелла в пару с Джанет Гейнор в романтической драме «Седьмое небо». Фильм сопровождался оглушительным успехом у зрителей и критиков, получил первую премию «Оскар» за «лучшую режиссуру», и оба главных актера, Фаррелл и Гейнор, мгновенно перекочевали в когорту голливудских звезд. С тех пор они часто снимались вместе, поскольку зритель уже не представлял артистов по отдельности. Однако экранный роман не перерос в роман настоящий, как это часто случается с актерами.
14 февраля 1931 года Фаррелл женился на Вирджинии Валли, тоже актрисе немого кино, которая, впрочем, после замужества завершила свою карьеру и жила с мужем сначала в Беверли-Хиллз, а затем и в Палм-Спрингс. Вирджиния была старше мужа на пять лет, детей у них не было. Она умерла в 1968, после инсульта.
В отличие от многих его коллег по немому кино, у Фаррела не возникло проблем с появлением в кинематографе звука, и он сохранил в 30-е годы не только работу, но и популярность. Когда же к концу 30-х годов его карьера начала клониться к закату, Фаррелл не растерялся и занялся недвижимостью в Палм-Спрингс.
В начале 50-х, более десяти лет спустя после завершения карьеры в кино, Фаррелл вдруг появился в роли отца главной героини в телевизионном сериале «Моя малышка Марджи», который выходил на CBS и NBC с 1952 по 1955 год. Роль вдовца Верна Олбрайта – в роли его экранной дочери снялась блистательная Гейл Сторм, - так понравилась зрителям, что за «Малышкой Марджи» последовало собственное шоу Фаррелла «The Charles Farrell Show» в 1956 и роль ведущего в «Navy Log» в 1957. Кроме того, в 60-х артист время от времени появлялся в различных британских шоу, вроде «Danger Man».
После завершения актерской карьеры Фаррелл поселился в Палм-Спрингс, открыл там чрезвычайно популярный «Palm Springs Racquet Club» и сыграл немаловажную роль в процветании этого «пустынного города». В 1953 его даже избрали мэром, и актер семь лет занимал эту ответственную должность.
Он намного пережил свою жену и умер 6 мая 1990 года от сердечного приступа. За вклад в развитие киноиндустрии и телевидения Чарльз Фаррелл получил две звезды на Голливудской Аллее Славы. В 1992 году ему была посвящена Золотая звезда на Аллее звезд в Палм-Спрингс.