Jugó cuatro mundiales de fútbol, Suecia 1958 (undécimo puesto, Charlton no marcó ningún gol), el de Chile 1962 (octavo puesto), el de Inglaterra 1966 en el que la misma selección de Inglaterra se hizo con el único campeonato mundial de su historia (Charlton marcó tres goles) y en México 1970 (octavo puesto).