Η Χαρίκλεια Μπαλή σπούδασε Ιστορία (1985-1989) στο Τμήμα Ιστορίας και Αρχαιολογίας του Εθνικoύ και Καποδιστριακoύ Πανεπιστημίου Αθηνών (ΕΚΠΑ), απ’ όπου απέκτησε δίπλωμα ειδίκευσης (2004) και διδακτορικό (2014) στη Νεότερη και Σύγχρονη Ελληνική Ιστορία, ερευνώντας θέματα σχετικά με την Ιστορία του Πανεπιστημίου Αθηνών κατά τον Μεσοπόλεμο και τη δεκαετία του ’40. Εκπόνησε μεταδιδακτορική έρευνα (2020-2023) σχετικά με την οργάνωση της Εκπαίδευσης στα Δωδεκάνησα εν όψει της Ένωσης με την Ελλάδα (1946-1947). 

Συμμετείχε σε Ερευνητικά Προγράμματα του ΕΚΠΑ σχετικά με την ιστορία του ιδρύματος (2000-2007) και συνέταξε, από κοινού με τον δρ. Ανδρέα Αντωνόπουλο, το δίτομο Ευεργέτες και δωρητές του Πανεπιστημίου Αθηνών Α, 1937–1944, και Β, 1945–1982 (ΕΚΠΑ, Αθήνα 2003 και 2007). Δημοσίευσε άρθρα σε επιστημονικά περιοδικά, πρακτικά συνεδρίων και συλλογικούς τόμους. Συμμετείχε με ανακοινώσεις σε επιστημονικές συναντήσεις στην Ελλάδα και το εξωτερικό. Είναι μέλος της Ελληνικής Εταιρείας των Ιστορικών της Εκπαίδευσης (ΕΛΕΙΕ) και της Ελληνικής Αρχειακής Εταιρείας.