2007 släpptes hennes två första singlar på svenska, "Som du" och "Jag är tillbaks". De blev dock inga större försäljningsframgångar. Den 11 december 2007 meddelades att hon skulle delta i Melodifestivalen 2008. Bidraget hette "Hero" och skrevs av Fredrik Kempe och Bobby Ljunggren. Låten direktkvalificerade sig från deltävlingen i Karlskrona till finalen i Globen den 15 mars 2008. Låten vann sedan finalen med 224 poäng, vilket var 18 poäng före balladen "Empty Room", framförd av Sanna Nielsen, och fick därför representera Sverige i Eurovision Song Contest 2008 i Belgrad den 22 maj 2008. Detta blev andra gången Charlotte Perrelli representerar Sverige i den internationella finalen. Låten gick vidare från semifinalen till final, där den två dagar senare slutade på 18:e plats. Charlotte släppte även albumet Hero, som innehöll förutom "Hero", hiten "Bullet" och "Addicted". Hon turnerade under sommaren med Rhapsody in Rock. I november 2008 släppte hon dessutom julalbumet Rimfrostjul. Albumet innehöll tio låtar och på albumet medverkar bland andra Lunds studentsångare och Malmö symfoniorkester.