En su primeros trabajos realizó experiencias con fotogramas y fotomontajes y posteriormente realizó imágenes abstractas, sin embargo sus obras más reconocidas son tomas de la ciudad de Colonia realizadas con las calles vacías y con el mismo foco y a la misma altura en busca de la mayor objetividad, pudiendo contemplarse en el libro Köln 5 Uhr 30 (Colonia, a las cinco y media). Junto a ellas se pueden destacar los retratos a personajes de mundo del teatro y políticos, el retrato realizado a Konrad Adenauer que apareció en la revista Der Spiegel en 1957 se convirtió en su obra más conocida. A partir de 1967 empezó a dedicarse a crear objetos cinéticos que llamaba molinos de meditación y obras gráficas luminosas que se adentraban en el campo de la escultura.
En 1970 se casó con Anne Marie Redleir y participó en la Photokina con ampliaciones de grandes dimensiones. En 1971 expuso una escultura de su serie Meditationsmühlen que había comenzado en 1948. En su último libro Colonia 5:30 realizó una evaluación crítica de la antigua Colonia, una despedida melancólica a su ciudad de Colonia, que era probable que fuera invadida por el hormigón. Todos expresaron su perplejidad, pero nadie pudo en última instancia, proporcionar una explicación cuando a principios de enero de 1972 se encontró a Chargesheimer muerto por suicidio en su casa. En 1978 sus fotografías se incorporaron a la colección del Museo Ludwig y en 1989 sus obras escultóricas.
