Emmanuelle Charpentier hat Biochemie und Mikrobiologie an der Universität Pierre und Marie Curie in Paris (Frankreich) studiert, wo sie auch promoviert wurde. Nach Forschungsaufenthalten in den USA habilitierte die Wissenschaftlerin sich an der Universität Wien (Österreich) und ging danach an die Umeå Universität (Schweden). Von 2015 bis 2018 war sie Direktorin am Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin. Seit 2018 ist sie Gründungs- und kommissarische Direktorin der Max-Planck-Forschungsstelle für die Wissenschaft der Pathogene in Berlin. Emmanuelle Charpentier ist seit 2015 Mitglied der Leopoldina.
Für ihre innovativen Arbeiten wurde Emmanuelle Charpentier bereits mehrfach ausgezeichnet und erhielt unter anderem den Breakthrough Prize in Life Sciences, die Carus-Medaille der Leopoldina, den Berliner Wissenschaftspreis und den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).