Charles Catteau fréquente l'École Nationale de Céramique de Sèvres, se forme à la Manufacture royale de porcelaine de Sèvres et en 1904 obtient un emploi à la Königliche Porzellan Manufaktur Nymphenburg.

En 1906, il entre chez Boch Frères Keramis et de 1907 jusqu'à la fin de sa carrière, il est responsable du département de décoration.

Après des créations initialement traditionnelles, il crée de nouvelles formes, décors et émaux après la Première Guerre mondiale. Son travail d'émail est devenu de plus en plus coloré au fil du temps. En 1920, en plus des plantes et des animaux, on y trouve aussi des formes géométriques inspirées de l'art japonais et africain, dans le style Art déco.

Il est souvent considéré comme l'un des céramistes les plus polyvalents de sa génération, qui a également influencé l'esthétique de l'industrie du verre. Il a conçu des décorations en verre pour le Val-Saint-Lambert.

En 1925, Catteau remporte la médaille d'or à l'Exposition Internationale des Arts Décoratifs et Industriels Modernes de Paris.