Bourbaki war Sohn eines griechischen Obersten, der im Griechischen Unabhängigkeitskrieg 1827 seinen Tod fand. Charles Denis besuchte die Militärakademie Saint-Cyr und trat 1836 als Sous-Lieutenant in das Zuavenkorps ein. 1838 wurde er zum Lieutenant befördert und diente in der Fremdenlegion. Zwischenzeitlich war er auch Ordonnanzoffizier des Königs Ludwig Philipp. 1842 wurde er Capitaine bei einer Zuaveneinheit, 1847 Bataillonskommandeur bei den Turkos in Constantine. 1849 führte er ein Regiment bei der Belagerung von Zaatcha. 1850 wurde er als Lieutenant-Colonel zum „1er régiment de Zouaves“ (1. Zuavenregiment) kommandiert, in dem er 1851 zum Colonel befördert wurde. 1854 wurde Bourbaki zum Général de brigade befördert und zeichnete sich im Krimkrieg an der Spitze des 1. und 2. Zuavenregiments in der Schlacht an der Alma und später bei Inkerman aus. Am 8. September 1855 nahm er erfolgreich am Sturm auf das Fort Malakow teil.