Prințesa Charlotte, Ducesă de Valentinois și Contesă de Polignac, s-a născut pe 30 septembrie 1898 și a fost fiica naturală a lui Louis al II-lea, Prințul de Monaco, și a cântăreței de cabaret Marie Juliette Louvet. Cum prințul nu avusese în copilărie o relație prea bună cu tatăl său, a decis să plece în Franța, înrolându-se la Academia Militară Saint-Cyr. Patru ani mai tîrziu, după absolvire, a cerut să lupte alături de Legiunea străină în războaiele coloniilor din Africa.
În timp ce se afla în Algeria, a întâlnit-o pe cântăreața Marie Juliette Louvet care avea deja doi copii, Georges și Marguerite, cu fostul soț, un fotograf francez, s-a îndrăgostit de ea, însă tatăl său, prințul Albert I de Monaco, nu i-a permis să se căsătorească din cauza originii modeste a dansatoarei. Mai târziu s-a spus că Louis și-a ignorat tatăl și că ar fi luat-o de soție în 1897, dar nu există documente de stare civilă care să ateste acest mariaj.
În 1908, prințul s-a întors acasă lăsându-și amanta, pe Juliette, și pe Charlotte, fetița de 10 ani, în Algeria. La izbucnirea Primului Război Mondial, bărbatul s-a reînrolat în armata franceză, devenind unul dintre cei mai remarcabili soldați ai celei de-a cincea Armate.
Curând micul regat Monaco a intrat într-o criză politică, deoarece prințul nu avea alți copii, iar tronul ar fi urmat să treacă la vărul lui primar, Wilhelm, duce de Urach. Pentru a se împiedica această succesiune, în 1911 s-a adoptat o lege prin care Charlotte, fiica nelegitimă, era recunoscută drept moștenitoare, deci parte a familiei regale.
Charlotte a fost adoptată în mod oficial de prințul de Monaco pe 16 mai 1919, devenind ducesă de Valentinois și moștenitoare a tronului și purtând titlul de Prințesă Ereditară.
Tânăra s-a căsătorit pe 18 martie 1920 (printr-o ceremonie civilă) și pe 19 martie 1920 (printr-o ceremonie religioasă) cu contele Pierre de Polignac, care a luat numele Grimaldi și a devenit, la rândul său, Prinț de Monaco. Cuplul a avut doi copii: Antoinette Louise Alberte Suzanne și Rainier al III-lea de Monaco.
Căsnicia lor nu a fost una fericită, așa că s-au separat în martie 1930, când Charlotte l-a părăsit pentru a locui cu amantul ei italian, un anume Del Maso, divorțul devenind oficial pe 18 februarie 1933 printr-o ordonanță emisă de Prințul Louis al II-lea.
Pe 30 mai 1944, cu o zi înainte ca fiul ei să împlinească 21 de ani, Charlotte i-a cedat drepturile de succesiune și după ce Rainier și-a asumat tronul, în 1949, prințesa s-a mutat la Le Marchais, un domeniu al familiei Grimaldi aflat în afara Parisului, unde a trăit cu noul ei iubit, un hoț francez de bijuterii numit René Girier. Charlotte a murit la Paris, la vârsta de 79 de ani, pe 16 noiembrie 1977.
