Né en 1971, Jean-Michel Charbonnel débute à l’age de huit ans ses études musicales au conservatoire de Dreux. Son premier instrument est alors la clarinette.
C’est à l’âge de 13 ans qu’il découvre le jazz à travers les disques de Miles Davis et participe alors aux ateliers de Jean-Jacques Rhulmann. Très attiré par le jeu en groupe et les interactions entre les musiciens, il étudie le piano, l’harmonie et se passionne pour la basse électrique autant que pour le rôle si particulier que tient le bassiste.
En 1989 il s’installe à Paris, étudie la contrebasse au conservatoire du X° arrondissement et s’inscrit à la Sorbonne où il obtiendra une Maîtrise de Musicologie ayant pour sujet « la guitare basse dans le jazz ».

L’année 1998 voit la sortie de son premier album « Club » enregistré en compagnie de Christophe Cravero au violon et de Patrick Manouguian à la guitare. C’est aussi l’année de la rencontre avec Marc-Michel Le Bevillon, son ami et mentor, ainsi qu’André Charlier et Benoît Sourrisse avec qui il collabore régulièrement.
En 2004, il met en musique des textes de Gérard De Nerval, pour un album consacré au poète, et paru dans la collection « Poètes & Chanson ».
En 2006, il participe à l’album Héritage de Charlier/Sourisse en compagnie de Kurt Rosenwinkel, et enregistre son deuxième album, « Individus Civilisé », avec Benoît Sourisse, André Charlier et le saxophoniste américain Jerry Bergonzi.
Son troisième album personnel « Expected on Time » est enregistré en septembre 2008, toujours en compagnie de Jerry Bergonzi, André Charlier et Benoît Sourisse.
Depuis mars 2010, date de son grand retour à la scène, il accompagne l’organiste Eddy Louiss, véritable légende du jazz, jusqu’à sa disparition en juin 2015.
Son quatrième album est enregistré en avril 2014 en compagnie de Stéphane Chause, André Charlier et Benoît Sourisse, sa sortie est prévue à l'automne 2016.
Depuis septembre 2015, il est le professeur principal de contrebasse et basse électrique au sein du CMDL (Centre des Musiques Didier Lockwood).

Musicien ouvert à tous les styles, Jean-Michel Charbonnel participe à de nombreux enregistrements studio et se produit sur scène auprès de musiciens tels que : Didier Lockwood, Billy Cobham, Jean-Marie Ecay, Carine Bonnefoy, Charlier/Sourisse, Laurence Allison, Jean-Marie Marrier, Jean-Jacques Milteau…