Né à Lamastre (Ardèche) en 1854, Charles Seignobos est issu d’une famille protestante et républicaine. Son père, Charles-André Seignobos est un avocat et homme politique républicain, qui fut à plusieurs reprises député de l’Ardèche et maire de Privas (Ardèche) de 1871 à 1894.

Il entre à l’École normale supérieure en 1874 et se forme à l’histoire en suivant les enseignements de Numa Denis Fustel de Coulanges (1830-1889) et d’Ernest Lavisse (1842-1922). En 1877, il est agrégé d’histoire et poursuit ses études en Allemagne.

En 1879, il devient maître de conférences à l’université de Dijon, puis soutient sa thèse de doctorat intitulée Le régime féodal en Bourgogne (Paris, Thorin, 1882). La même année, il est nommé à la Sorbonne et devient titulaire en 1886 avec un cours libre. En 1898, il est le suppléant en histoire moderne d’Ernest Lavisse. Spécialiste d’histoire des institutions modernes et contemporaines, il devient professeur d’histoire générale en 1904, puis de méthode historique à partir de 1907, et d’histoire politique après 1918.

Ses principaux ouvrages s’intéressent aux questions de méthode ( Introduction aux études historiques, en collaboration avec Charles-Victor Langlois, Paris, Brodard, 1897 ; La méthode historique appliquée aux sciences sociales, Paris, Alcan, 1901) et à l’histoire politique et sociale, avec par exemple Histoire de la civilisation (Paris, Masson, 1885-1887) et Histoire politique de l’Europe contemporaine (Paris, Colin, 1897). Il s’impose comme l’un des principaux représentants de l’école méthodique en histoire qui, sous l’inspiration du modèle allemand, prétend à l’objectivité du travail de l’historien par la mise en œuvre critique des sources. Il est membre de nombreuses sociétés savantes et président de la Société d’histoire moderne. Membre de la Ligue des droits de l’homme et pacifiste, Seignobos s’engage également en faveur du capitaine Dreyfus.