Hambro var stortingsrepresentant fra 1919 til 1957 og stortingspresident 1926–33 og 1935–45, samt visepresident i 1934. Han var også president i Folkeforbundets delegertforsamling i 1939 og 1946.
Hambro organiserte togtransport for stortingsrepresentantene, regjeringen og kongefamilien ut av Oslo da tyskerne invaderte den 9. april 1940. Under andre verdenskrig bodde Hambro i Amerikas forente stater og Storbritannia.
I 1952 fikk han Borgerdådsmedaljen i gull. C.J. Hambro hadde store evner som taler og er en av Norges fremste parlamentarikere i moderne tid.
Han var sønn av E.I. Hambro, og gift med Gyda Christensen (1946–64). Far til Edvard Hambro, Vilhelm Cato Hambro, Carl Joachim Hambro d.y og Johan Hambro. Slekten Hambro stammer fra Danmark, og har jødisk opprinnelse.