1. A partire dalla stagione 1995-96 le statistiche di club si riferiscono ai soli campionati maggiori professionistici di Lega Il simbolo → indica un trasferimento in prestito
Formatosi nelle giovanili del Newport,[1] nel 2003 Charteris iniziò a giocare in Celtic League con la stessa franchigia gallese. L'anno seguente, il 6 novembre, fece il suo debutto internazionale con il Galles nella partita casalinga persa 38-36 contro il Sudafrica.
Luke Charteris raggiunse con il Newport la semifinale di European Challenge Cup 2006–07 dove i gallesi vennero sconfitti 46-29 dai futuri campioni del Clermont. Venne convocato per disputare la Coppa del Mondo di rugby 2011 giocando in tutte e sette le partite disputate dal Galles; in quella edizione la nazionale gallese, sconfitta 21-18 dall'Australia, si piazzò al quarto posto.
L'anno dopo, nel 2012, si trasferì in Francia per giocare con il Perpignan; dopo due stagioni, culminate con la retrocessione del Perpignan nel Pro D2, Charteris firmò un nuovo contratto con il Racing 92. In seguito il C.T. Warren Gatland lo incluse nella rappresentativa gallese impegnata nella Coppa del Mondo di rugby 2015.