Charles Goerens fait son entrée à la Chambre des députés en 1979. Il y sera réélu ensuite. De 1982 à 1984, il siège pour la première fois au Parlement européen. Il y est réélu directement en 1999, mais il est appelé dans le gouvernement Juncker-Polfer. Redevenu député national, il rejoint une troisième fois le Parlement européen en 2009, conserve son siège après les élections de mai 2014 et celles de mai 2019. Par ailleurs, Charles Goerens a présidé le Parti démocratique de 1989 à 1994.