Comme son père, l'historien François César Louandre (1787 - 1862), il est né à Abbeville. Très jeune, il part suivre ses études à Paris, où il est reçu licencié ès lettres. Il collabore à divers recueils de l'époque avant d'entrer en 1842 à la Revue des deux Mondes, où il reste jusqu'en 1854. Intéressé par l'histoire contemporaine et l'archéologie, ses articles, écrits parfois en collaboration avec Charles Labitte, et insérés dans cette revue et dans la Revue de Paris, finissent par le mettre en évidence.
Après avoir quitté ces deux revues, il publie chez Charpentier, dans la collection Le Magasin de librairie, des ouvrages historiques d'érudition sur l'alimentation publique sous l'Ancien Régime, sur la noblesse, sur l'origine de la royauté, etc.
En 1855, il devient rédacteur en chef du Journal général de l'instruction publique, ainsi que du Journal des instituteurs. Il fait également partie du comité des travaux historiques de 1876 à 1882. Il intègre le groupe d'érudits, composé, entre autres, de Félix Bourquelot et de Ludovic Lalanne, qui aide Augustin Thierry, devenu aveugle et paralytique, à finir de rédiger la Collection des monuments de l'histoire du Tiers-État. À la mort de Thierry, en 1856, il poursuit et finit cette tâche avec Bourquelot. Avec ce dernier, Louandre poursuit l'écriture de la France littéraire, que Quérard avait abandonné au second volume. Tous deux, ils rédigent les tomes II, III et IV. Bourquelot finira les tomes V et VI avec Alfred Maury.
Outre ses articles dans la Revue des deux Mondes, la Revue de Paris, la Revue contemporaine, l'Encyclopédie moderne, Patria, etc., il a publié:
La Poésie depuis 1830, 1842
Fables de J. La Fontaine, suivies de Philémon et Baucis et des Filles de Minée, précédées de la vie d'Ésope et d'une préface par La Fontaine, édition «variorum», publiée par Charles Louandre, accompagnée d'une notice par Sainte-Beuve, 1844
Du mouvement catholique, 1844
Œuvres de Tacite, nouvelle traduction, Paris, Charpentier, 2 vol., 1845
Les Sociétés savantes de Paris et des départements, 1846
De la production intellectuelle en France depuis quinze ans, 1847
Jeanne d'Arc dans l'histoire et dans la poésie, 1847
De l'histoire du jansénisme, 1847
La littérature française contemporaine, 1848
Les Provinciales, ou Lettres écrites par Louis de Montalte à un provincial de ses amis et aux RR. PP. Jésuites sur le sujet de la morale et de la politique de ces pères, Blaise Pascal, édition accompagnée de notes et précédée d'un précis historique sur le jansénisme par Charles Louandre , 1850
Recueil des monuments inédits de l'histoire du Tiers État, avec Augustin Thierry, 4 vol., 1850-1870
Statistique morale de la France, 1851
La sorcellerie, 1852
Les protestants français en Europe, 1853
Du travail et des classes laborieuses dans l'ancienne France, 1853
Savonarole et le radicalisme mystique, 1854
Recherches nouvelles sur le règne de Louis XV, 1857
Les arts somptuaires: histoire du costume et de l'ameublement et des arts industries qui s'y rattachent, Paris, édition Hangard-Maugé, dessins de Clus Ciappori, introduction générale et texte explicatif par Ch. Louandre, impressions en couleurs par Hangard-Maugé, 2 vol. de texte, 2 vol. de planches, 1857-58
Dictionnaire de géographie et d'histoire, 1859
De l'alimentation publique sous l'ancienne monarchie, Charpentier, collection le Magasin de librairie, Paris, 1860
Dictionnaire usuel des Sciences, 1862
Histoire de la littérature française par les monuments, 2 vol., 1864
Guerre des Gaules: commentaires de J. César , traduction nouvelle, avec le texte, des notes et un index par Charles Louandre, 1868
Histoire de l'industrie française et des gens de métiers, 1871-72
Les idées subversives de notre temps, 1872
Œuvres politiques de Machiavel, 1872
Histoire agricole de la France: l'agriculture, les cultivateurs et la vie rurale, depuis l'époque gauloise jusqu'à nos jours
Histoire financière de la France depuis les premiers temps de la monarchie jusqu'à nos jours
Chefs-d’œuvre des conteurs français, 1873
La magistrature française, les lois et les gens de loi depuis les premiers temps de la monarchie jusqu'à nos jours, 1873