Charles Otto Puth Jr. przyszedł na świat 1 grudnia 1991 roku w Rumson w New Jersey. Jest żydowskiego pochodzenia. Wychowywał się wraz z młodszymi siostrą Mikaela i bratem Stephenem, w rodzinie nauczycielki muzyki i agenta nieruchomości. Jako dwulatek został pogryziony przez psa, czego śladem jest blizna na prawej brwi. Kilka lat później zacząć uczęszczać na zajęcia z gry na fortepianie, a następnie dołączył do zespołu jazzowego w Cool School Count Basie Theatre's Cool School w Red Bank, gdzie wystąpił w produkcji Charliego Browna. Niedługo potem uczył się w Holy Cross School i Forrestdale Middle School, zanim ukończył Rumson-Fair Haven Regional High School.

W międzyczasie założył swój kanał na Youtube, gdzie publikował covery akustyczne. W 2010 roku wydał teledysk do swojego debiutanckiego singla "These Are My Sexy Shades", a następnie miała premierę jego pierwsza studyjna płyta zatytułowaną The Otto Tunes. W 2011 roku wygrał konkurs organizowany przez Pereza Hiltona, w którym wykonał cover piosenki "Someone Like You" autorstwa Adele. Wkrótce potem podpisał kontrakt z wytwórnią "eleveneleven" założoną przez Ellen DeGeneres. Po trzech latach zmienił wytwórnię na Atlantic Records i wydał drugą płytę studyjną - "Ego". Ponadto tego samego roku zyskał tytuł inżyniera w dziedzinie produkcji muzyki w Berklee College of Music w Bostonie.

W 2015 roku przy współpracy z Meghan Trainor wydał singiel "Marvin Gaye", który znalazł się na szczycie list przebojów w Nowej Zelandii, Irlandii i Wielkiej Brytanii, a także zajął 21. miejsce w rankingu Billboard Hot 100 w USA. Następnie ukazał się jego kolejna piosenka "See You Again", będący hołdem dla zmarłego Paula Walkera. Za ten utwór wraz z Wizem Khalifa został uhonorowany trzema nominacjami do Grammy oraz do Złotego Globu, w kategorii najlepsza oryginalna piosenka. Następnie wydał album "Nine Track Mind" a później wyruszył w trasę koncertową.

Na początku 2017 roku wydał główny singiel "Attention" ze swojego drugiego albumu studyjnego, "Voicenotes", który szybko zyskał ogromną popularność. Premiera albumu odbyła się w maju 2018 roku i okazał się międzynarodowym hitem. Niedługo potem wyruszył w trasę Voicenotes Tour z Hailee Steinfeld jako gościem specjalnym. W kwietniu 2020 roku ogłosił, że wstrzymuje prace nad kolejnym albumem, ze względu na pandemię wirusa Covid-19.

Poza branżą muzyczną zajmuje się także modelingiem. Brał udział w licznych sesjach zdjęciowych do katalogów i magazynów jak: "Billboard Magazine", "Hero Magazine", "Flaunt Magazine" czy "Harper’s Bazaar". Ponadto współpracuje z marką odzieżową Hollister Co. Wspiera także organizacje "DKMS Delete Blood Cancer" - centrum dawców szpiku kostnego.