Charline Picon nahm an zwei Olympischen Spielen teil. Bei den Olympischen Spielen 2012 in London belegte sie mit 89 Punkten den achten Platz. Die Spiele vier Jahre darauf in Rio de Janeiro verliefen deutlich erfolgreicher für Picon: dank eines zweiten Platzes im abschließenden "medal race" schloss sie die Regatta mit 64 Gesamtpunkten auf dem ersten Platz vor Chen Peina und Stefanija Jelfutina ab und wurde somit Olympiasiegerin. Bei Weltmeisterschaften sicherte sie sich zunächst 2009 und 2010 jeweils die Bronzemedaille, ehe ihr 2014 in Santander der Titelgewinn gelang. 2018 belegte sie in Aarhus den zweiten Platz, ebenso 2020 in Sorrento. Zwischen 2013 und 2016 wurde Picon dreimal Europameisterin. 2021 gewann die Französin bei den Olympischen Sommerspielen 2020 in Tokio die Silbermedaille in der .