นางเจริญใจ สุทรวาทิน เรียนดนตรีกับบิดาจนสารมารถบรรเลงเครื่องดนตรีได้หลายชนิด โดยเฉพาะที่มีความเชี่ยวชาญในการสีซอสามสายเป็นพิเศษ เป็นนักร้องที่มีชื่อเสียงมากในช่วงสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู่หัว ถึงรัชกาลปัจจุบัน ได้รับรางวัลที่3 การขับร้องในคราวประชันวงปี่พาทย์ที่วังบางขุนพรหม เมื่อพ.ศ.2466 และได้รับรางวัลที่1 ในการประกวดขับร้องเพลงไทย ทางสถานีวิทยุกระจายเสียงแห่งประเทศไทย เมื่อพ.ศ.2492

นางเจริญใจ สุนทรวาทิน รับราชการในสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู่หัว เป็นข้าหลวงเรือนนอก ทำหน้าที่เป็นนักร้อง ต่อมาเป็นข้าหลวงในสมเด็จพระนางเจ้ารำไพพรรณี บรมราชินี ในรัชกาลที่ 7 ทำหน้าที่ขับร้องและบรรเลงประจำวงมโหรีหลวง แล้วย้ายไปสังกัดสำนักพระราชวัง และกรมศิลปากร ตามลำดับ ต่อมาย้ายไปสอนที่โรงเรียนการเรือนพระนครและโรงเรียนอนุบาลละอออุทิศ กรุงเทพมหานคร แล้วลาออกจากราชการแล้วลาออกจากราชการเป็นพระอาจารย์สอนดนตรีถวาย สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี สอนดนตรีที่สถาบันและวงดนตรีต่างๆ เช่นจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร วงดนตรีอาสากาชาด วงดนตรีไทยธนาคารกสิกรไทย

นางเจริญใจ สุนทรวาทิน ได้บันทึกเสียงไว้เป็นจำนวนมาก ทั้งที่เป็นแผ่นเสียง แถบบันทึกเสียง และแถบวิดิทัศน์ เช่น แผ่นเสียงการขับร้องเพลงต่างๆ แถบบันทึกเสียงการขับร้องและเดี่ยวซอสามสาย ให้กรมศิลปากรไว้เพื่อเป็นแบบฉบับ แถบบันทึกเสียงการขับร้องเพลงเพลงเกร็ดโบราณและเพลงละครประเภทต่างๆให้โครงการพัฒนาดนตรีไทย จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย แถบบันทึกเสียงการขับร้องเพลงไทยในคณะศิลปกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ครบตามหลักสูตร 4 ปี จำนวน 50 ตลับ และแถบบันทึกเสียงเพลงกล่อมลูกภาคกลาง ให้มหาวิทยาลัยมหิดล จัดทำหนังสือและแถบบันทึกเสียงเพลงสยามสำหรับเด็กและเพลงเทศกาลสยาม จัดทำแถบวิดิทัศน์และแถบบันทึกเสียงดนตรีกล่อมพระนครด้วยศิลปการขับร้องขั้นสูงในวงขับไม้ให้คณะกรรมการเอกลักษณ์ของชาติ เนื่องในงานสมโภชกรุงรัตนโกสินทร์ 200ปี เป็นผู้หนึ่งในการริเริ่มจัดงานชุมนุมดนตรีไทยอุดมศึกษาข้นเพื่อเป็นแบบอย่างการอนุรักษ์และส่งเสริมดนตรีไทย เริ่มจาก 3 สถาบัน จนปัจจุบันมีกว่า 40 สถาบันและทบวงมหาวิทยาลัยสนับสนุนให้เป็นงานระดับชาติ ซึ่งต่อมาก็มีการจัดงานชุมนุมดนตรีไทยมัธยมและประถม ตามมา ได้แต่งทางร้องไว้เช่น เพลงพญาสี่เสา เถา เพลงสาวสุดสวย เถา และเพลงจินตะหราวาตี เถา ได้รับพระราชทานบทพระนิพนธ์จากสมเด็จพระเทพฯรัตนราชสุดา สยามบรมราชกุมารี ให้บรรจุเพลงขับร้องถวาย เช่น ฉันท์ดุษฎีสังเวยสมโภชพระพุทธมหามณีรัตนปฏิมากร ตั้งวงดนตรีไทยขึ้น 2 วง ได้แก่ วงเสนาะดุริยางค์ และ วงเจริญใจและศิษย์

นางเจริญใจ สุนทรวาทิน ได้รับยกย่องให้เป็นสตรีสากลคนแรกที่เป็นศิลปินในปีสตรีสากล เมื่อพ.ศ.2518 ได้รับพระราชทานปริญญาดุษฎีบัญฑิตกิตติมศักดิ์ จากจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ประสานมิตร และได้รับยกย่องเป็นศิลปินแห่งชาติ สาขาศิลปการแสดง (คีตศิลป์) เป็นเกียรติยศที่ได้รับในปีเดียวกันทั้งสิ้น คือปีพ.ศ.2530 และเป็นสมาชิกประเภทวิจิตรศิลป์สำนักศิลปกรรม ราชบัณฑิตยสถาน