En 1918, recibió su doctorado de la Universidad de Múnich con una disertación en el tema Über Gedankenentstehung: Experimentelle Untersuchungen zur Denkpsychologie ("En el origen del pensamiento: estudios Experimentales en la psicología del pensamiento").

En 1920, completó su habilitación en la Universidad Técnica de Dresde y quedó cualificada para enseñar en Sajonia.

Ambos Bühlers trabajaron estrechamente juntos en esta institución, la cual les proporcionó con un laboratorio para conducir su búsqueda.

A ambos Bühlers se les ofreció ser profesores en 1938 por la Universidad de Fordham en Nueva York, pero Karl Bühler prefirió aceptar un profesorado en Paul Santo, Minnesota; aun así, Charlotte Bühler se quedó en Noruega porque se había comprometido con la Universidad de Oslo y la Academia de Trondheim.

En 1942 aceptó una posición como psicóloga sénior en el Hospital General de Minneapolis.