Cardiff slog i träslöjden två gånger när Joe Ralls slog sönder stolpen med en lång rad första halv strejk och Anthony Pilkington slog i baren med en volley.
Johnnie Jackson slösade bort en bra öppning som Charlton kapten på väg över Johann Berg Gudmundssons kors.
Och Charltons Simon Makienok missade två sena chanser när Cardiff hängde på.
Bluebirds reducerades till 10 man för den sista minuten av skada tid efter mittfältaren Sammy Ameobi avskedades för ett andra gult kort.
Poängen flyttar Charlton från bottenbordet men de är nu sex poäng från säkerhet efter MK Dons och Bristol City båda vann.
Det var en strid mellan sidorna med kontroversiella ägare och i en vecka där Vincent Tan svor att halvera Cardiffs £ 110m skuld, Charlton fans delade ut 2000 Pinocchio masker och klistermärken innan kick-off i den senaste protesten på Addicks ägare Roland Duchatelet.
Och deras humör skulle inte ha hjälpts om Anthony Pilkingtons rubrik inte hade avböjts med knappt en minut på klockan.
Ameobi och en Peter Whittingham frikick gick nära till Cardiff innan Midfielder Ralls 25-yard skott kanoneras tillbaka från posten.
Charlton's Reza Ghoochannejhad testade Cardiffs målvakt David Marshall innan en omärkt Jackson ledde Gudmundssons hörn ner i marken och över.
Pilkington oroade sig två gånger för att chartonförsvaret, endera sidan av intervallet innan Cardiff-strejkaren slog i ribban när hans smarta film från Scott Malones kors fick Stephen Henderson slagen.
Men Charlton, med den näst sämsta defensiva rekordet i ligan, hölls fast och värdarna kunde ha vunnit sin första hemmamatch sedan början av november i extra tid.
Zakarya Bergdich tvingade Marshall till en smart räddning innan Cardiff försvararen Bruno Ecuele Manga rensade Makienoks ansträngningar utanför linjen som den walesiska sidan drog sin 13: e match denna säsong, den gemensamma högsta i hela ligan.
Charlton huvudtränare Jose Riga:
Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
"Cardiff förtjänade att vinna spelet, men för mig var det viktigaste att se en reaktion från mina spelare. Sättet vi spelade gladde mig mycket.
"Nu måste vi se till att vi håller upp detta i nästa match. Med dessa ansträngningar kommer vi att få vad vi förtjänar.
Jag är realistisk. Resultaten har inte varit de bästa, men vad kan vi göra?
"Om du tänker och beter dig som ett team kan du göra en hel del saker. Jag tror på arbete, engagemang och jag är alltid optimistisk. Det är ett steg framåt."
Cardiff City manager Russell Slade sade:
"Vi öppnade upp i ett försök att försöka vinna tre poäng i stället för att bara ta en. Vi hade ungefär 22 skott och om det finns någon kritik har vi förmodligen bara haft tre eller fyra på mål och det är det som kostar oss dyrt.
"Vi kände att det var två punkter som föll kraftigt. Vi var i några bra situationer och det var det sista skottet eller passet som svek oss. Vi hade inte den sista hänsynslösa strimma som skulle ge oss de tre punkterna.
"Ameobi-rödkortet var lite mjukt och det är en besvikelse."
Matchen slutar, Charlton Athletic 0, Cardiff City 0.
Andra halvlek, Charlton Athletic 0, Cardiff City 0.
Andra gula kortet till Sammy Ameobi (Cardiff City).
Foul av Anthony Pilkington (Cardiff City).
Harry Lennon (Charlton Athletic) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Foul av Federico Macheda (Cardiff City).
Diego Poyet (Charlton Athletic) vinner en frispark i defensiva halvan.
Sammy Ameobi (Cardiff City) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Foul av El-Hadji Ba (Charlton Athletic).
Försök blockerat. Simon Makienok (Charlton Athletic) höger fotad skott från mitten av lådan är blockerad. Hjälpt av Yaya Sanogo.
Försök blockerat. Tom Lawrence (Cardiff City) höger fotade skott utanför lådan är blockerad. Hjälpt av Joe Ralls.
Hörnet, Cardiff City. Förföljd av Morgan Fox.
Försök blockerat. Simon Makienok (Charlton Athletic) höger fotad skott från mitten av lådan är blockerad.
Försök blockerat. Simon Makienok (Charlton Athletic) höger fotad skott från mitten av lådan är blockerad.
Hörnet, Cardiff City. Förföljd av Harry Lennon.
Försök blockerat. Anthony Pilkington (Cardiff City) höger fotade skott från höger sida av lådan är blockerad. Hjälpt av Sammy Ameobi.
Simon Makienok (Charlton Athletic) visas det gula kortet.
Lee Peltier (Cardiff City) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Foul av Simon Makienok (Charlton Athletic).
Försök blockerat. Johann Berg Gudmundsson (Charlton Athletic) vänster fotade skott utanför lådan är blockerad. Hjälpt av Simon Makienok.
Hörnet, Cardiff City. Förföljd av Stephen Henderson.
Försöket räddades. Tom Lawrence (Cardiff City) höger fotade skott från utsidan av lådan sparas i nedre högra hörnet.
Utombords, Charlton Athletic. Jorge Teixeira försöker en genom boll, men Simon Makienok fångas offside.
Foul av Anthony Pilkington (Cardiff City).
Jorge Teixeira (Charlton Athletic) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Hörnet, Charlton Athletic. Förföljd av Bruno Ecuele Manga.
Försöket räddades. Zakarya Bergdich (Charlton Athletic) vänster fotade skott från vänster sida av lådan sparas i mitten av målet. Hjälpt av Yaya Sanogo med ett nyckelkort.
Foul av Anthony Pilkington (Cardiff City).
Jorge Teixeira (Charlton Athletic) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Zakarya Bergdich (Charlton Athletic) visas det gula kortet.
Anthony Pilkington (Cardiff City) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Foul av Harry Lennon (Charlton Athletic).
Substitution, Cardiff City. Aron Gunnarsson ersätter Peter Whittingham.
Ersättning, Charlton Athletic. Diego Poyet ersätter Reza Ghoochannejhad.
Försök blockerat. Anthony Pilkington (Cardiff City) vänster fotade skott utanför lådan är blockerad. Hjälpt av Peter Whittingham.
Ersättning, Charlton Athletic. Yaya Sanogo ersätter Jordan Cousins på grund av en skada.
Försök blockerat. Jordan Cousins (Charlton Athletic) vänster fotade skott utanför lådan är blockerad.
Försök blockerat. Chris Solly (Charlton Athletic) vänster fotade skott utanför lådan är blockerad.
Försening över. De är redo att fortsätta.
Försening i match Jordan Cousins (Charlton Athletic) på grund av en skada.
Cardiff City missade en chans att stänga gapet på Championship play-off platser som Charlton Athletic kämpade ner i botten i en pulserande dragning.