Nascido em Hamilton, Ohio, Richter estudou na Universidade Stanford e Instituto de Tecnologia da Califórnia, onde obteve seu PhD em física teórica em 1928. Trabalhou no Instituto Carnegie de Washington (1927-1936) antes de ser nomeado para o Instituto de Tecnologia da Califórnia, onde se tornou professor de sismologia em 1952.
Richter desenvolveu sua escala para medir a força dos terremotos em 1935. Escalas anteriores tinham sido desenvolvidas por De Rossi em 1880 e por Giuseppe Mercalli em 1902, mas ambos usavam uma escala descritiva, definida em termos de danos em edifícios bem como o comportamento e a resposta da população. Isso restringia o seu uso para a medição de terremotos em áreas povoadas, e fez escalas em relação ao tipo de técnicas de construção e materiais utilizados.
A escala de Richter é absoluta, com base na amplitude das ondas produzidas pelo terremoto. Ele definiu a magnitude de um terremoto como o logaritmo na base 10 da amplitude máxima das ondas, medido em microns. Isto significa que as ondas cujas amplitudes diferem por um fator de 100 diferem por 2 pontos na escala Richter. Com Beno Gutenberg tentou converter os pontos em sua escala em energia libertada.