Charles Julien Fidèle Longueville est né le 21 septembre 1829 à Lamballe (Côtes-d'Armor)
après des études secondaires au collège communal de Lorient (collège d’Aumale, actuellement Lycée Dupuy de Lôme), la grande pépinière d’officiers de marine de ce temps-là, Charles Longueville entre à l'École navale de Brest en 1845.

À la sortie, il reçoit son premier embarquement à Cherbourg, sur la frégate Reine Blanche, sur laquelle il gagne l’océan Indien.
Passé sur une autre frégate, l’Artémise, il y navigué pendant deux ans, mouillant notamment aux îles Bourbon et Maurice, à Sainte-Marie de Madagascar et Nossy-Bé, Zanzibar, Pondichéry, aux îles Saint-Paul et Amsterdam.

Rentré en France au printemps 1850, il connaît plusieurs embarquements de courte durée,
 avant d’être affecté en 1852 sur une frégate hôpital, la Caravane, qui transporte des fonctionnaires coloniaux vers le Sénégal, les Antilles et la Guyane, et en ramène des convalescents plus ou moins gravement atteints par des maladies tropicales. Il effectue deux rotations dans ce cadre.
Revenu à Lorient, il connaît à son tour la maladie, un psoriasis rebelle qui ne le quittera qu’épisodiquement, sa vie durant. Il fait ainsi deux séjours prolongés dans des hôpitaux parisiens en 1854 et 1858.
 Entre les deux, il embarque sur la frégate la Thisbé, qui part pour deux ans rejoindre la station navale du Brésil et de la Plata. Cela lui permet de revoir Rio-de-Janeiro, et de découvrir Bahia, Pernambouc et Montevideo, cette dernière ville en pleine révolution.
 Ayant participé, avec l’équipage de la Thisbé, à réduire un incendie qui ravageait un entrepôt, il a l’honneur d’être décoré de l’ordre impérial du Brésil par l’empereur Pedro II en personne
.En 1858, Charles Longueville suit une formation qui va orienter la suite de sa carrière. Pendant neuf mois, d’abord à l’école de tir de Vincennes, puis au bataillon d’apprentis fusiliers, nouvellement créé à Lorient. A l’issue, il rejoint Toulon, où il embarque pour quatre pleines années sur le vaisseau l’Algésiras, le deuxième de l’escadre d’évolution. Il y commande la compagnie de débarquement, unité constituée à bord des bâtiments de la marine pour combattre à terre lorsque ceux-ci abordent une côte hostile.
Cette période est l’une des plus riches de sa vie, tant au plan professionnel qu’artistique :
en 1859, la guerre d’Italie mobilise l’escadre pour transporter l’armée impériale à Gênes, puis assurer en Adriatique le blocus de Venise ;
 en 1860, la flotte séjourne en baie de Naples tout l’été, pour contrôler l’expédition de Garibaldi et la fin du Royaume des Deux-Siciles ;
 1861 voit l’escadre au levant, pour protéger les chrétiens maronites, à la suite des massacres perpétrés par les druses ;
enfin, l’année 1862 est  celle où l’escadre mouille par deux fois à Naples, visite les ports de l’Algérie et séjourne en Corse.
 Charles Longueville est promu lieutenant de vaisseau le 3 octobre 1860 et fait chevalier de la légion d’honneur le 31 décembre 1861.
 De ces voyages, il ramène une large moisson de croquis et d’esquisses, qu’il exploitera par la suite.
De retour à Lorient en novembre 1862, il épouse trois mois plus tard une jeune fille de Morlaix, Mathilde Desloge. De cette union, naissent deux fils à Morlaix, Charles le 9 novembre 1863, et Edouard le 12 novembre 1864
. A l’automne 1863, il devient membre de la Société des aquafortistes. Dans ce cadre, il produira une trentaine d’eaux fortes entre 1863 et 1872, dont une moitié avant 1865
. Il expose au Salon à Paris en 1865 et 1870
Pendant l’année 1864, il commande une frégate à roues, le Panama, placée en réserve de 2ème catégorie.
 Puis, en avril 1865, il est affecté à Cherbourg, dans l’escadre cuirassée en cours de constitution, et prend le commandement de la compagnie de débarquement de la frégate cuirassée la Flandre. Il n’y reste qu’un an, pendant lequel il participe à une croisière à Madère, aux Canaries et au Portugal. Puis il prend le poste d’instructeur d’infanterie sur le Borda, en rade de Brest, qui abrite l’école navale

.C’est alors que sa femme et son fils aîné décèdent à cinq jours d’intervalle, à la fin de l’été 1865, victimes de la diphtérie. Il se retrouve seul avec son second fils, qui sera élevé par ses grands-parents maternels à Morlaix
. Désormais, sa seule ambition est de rester en poste à Brest, pour ne pas s’éloigner de son fils. Il demeure ainsi huit ans sur le Borda, période seulement interrompue par la guerre de 1870, où il est commandant en second du 3^e bataillon de fusiliers marins de Brest, qui défend le fort d’Ivry au siège de Paris.
Il achève sa carrière d'officier de marine au grade de capitaine de frégate et obtient sa retraite en décembre 1874.

 Il s'installe à Paris avec son fils, qui commence ses études secondaires.
 Sur sa demande, le ministre de la marine et des colonies le nomme « peintre de la marine », le 31 mars 1875, le sixième d’une fonction créée en 1830.
Désormais, la peinture et le dessin occuperont son univers jusqu’à sa mort.
Charles Longueville se remarie le 5 mai 1879 à Paris avec Marie Eblé, petite nièce du général qui fut commandant en chef des équipages de pont à la grande armée pendant la campagne de Russie. De leur union naissent encore deux fils à Paris, Charles le 15 juin 1880, et Jean le 18 avril 1883.
En 1885, son fils aîné Edouard, atteignant sa majorité, reste seul à Paris, cependant que le reste de sa famille s’établit à Lorient.
Cette dernière période le voit mettre un point d’orgue à son activité artistique, avec la production de quatre albums racontant ses voyages, où « chaque page est composée d’un texte écrit avec élégance à la main et, en haut de la page, d’un dessin à la plume de même style, l’ensemble étant accompagné et relié par un élément de botanique : plante, feuillage ou fleurs dont le style rappelle l’estampe japonaise » (Anne Raffray)

.Miné par sa maladie, qui progresse pendant sa vieillesse, il s’éteint à son domicile lorientais, le 24 juillet 1899