Mellan 2016 och 2018 var Gornitzka ordförande för OECD:s biståndskommitté Development Assistance Committee (DAC).

Charlotte Petri Gornitzka utbildade sig till musiklärare och skådespelare. Hon har arbetat som musikkonsulent och informationschef på Tjänstemännens Bildningsverksamhet (TBV), konsult med inriktning på förändringsledning på Askus (1990–1998), informationschef och biträdande generalsekreterare på Svenska Röda Korset (1998–2003), generalsekreterare för Rädda Barnens riksförbund (2003–2008) och generalsekreterare för Internationella Rädda Barnen (2008–2010).

Charlotte Petri Gornitzka tillträdde den 1 juni 2010 som vikarierande generaldirektör för Styrelsen för internationellt utvecklingssamarbete (Sida) och var mellan februari 2011 och september 2016 ordinarie generaldirektör.

Hon är vidare vice ordförande World Economic Forums Global Agenda Council on Youth Unemployment, styrelseledamot i Vetenskapsrådet och sitter i insynsrådet för Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB).

I september 2012 kritiserade Sidas korruptionsutredare henne för att hon hade anställt en ingift släkting vid myndigheten med opassande hög lön.

År 2016 blev hon första svensk och första kvinna att leda OECD:s biståndskommitté Development Assistance Committee (DAC). Efter hennes tillträde riktades kritik mot kommitténs tillsättningsförfarande och det faktum att Sveriges regering hade förbundit sig att betala hennes lön.

I september 2018 utsågs hon till biträdande chef på Unicef.

30 september 2021 utsågs hon till ny generaldirektör för MSB