Charlotte Lutz commence le tennis de table à l'âge de 5 ans, suivant les pas de sa grande sœur Camille. Elle s'entraîne au CREPS de Strasbourg depuis 2020 après un passage au Pôle France de Nancy. Elle joue pour le club du SU Schiltigheim TT qui évolue en Pro A pour la saison 2022-2023[5].
Elle est sacrée championne de France cadette en simple en 2020[6] et double championne de France juniors en simple en 2021 et 2022[7],[8]. Elle remporte également le titre en double juniors en 2021 et en 2022 avec Lucie Mobarek.
Elle gagne la médaille de bronze en simple et en par équipe au championnat d'Europe junior 2021[9], puis devient vice-championne d'Europe juniors en simple en 2022[10]. La même année elle devient vice-championne du monde juniors en double avec Prithika Pavade et en par équipe avec Prithika Pavade et Agathe Avezou[11],[12].
En , elle est médaillée de bronze aux Championnats du monde de tennis de table par équipes 2024, à Busan (Corée du Sud), avec Camille Lutz, Jia Nan Yuan, Audrey Zarif et Prithika Pavade. L'équipe de France est défaite en demi-finale par la Chine (3 matchs à 0). Cela faisait 33 ans que l'équipe de France féminine n'avait pas remporté de médaille aux championnats du monde par équipes (la dernière étant également une médaille de bronze en 1991)[20].
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