ชลธีสนใจการร้องเพลงลูกทุ่งมาตั้งแต่เล็ก และเคยเป็นนักร้องเพลงเชียร์รำวงของวงดาวทอง เชียร์รำวงชื่อดังอีกวงของยุคนั้น ต่อมาสมัครเข้าเป็นนักร้องในวงดนตรีของสุรพล สมบัติเจริญ ราชาเพลงลูกทุ่งไทย และได้ขึ้นเวที ในวันที่มาสมัคร แต่เนื่องจากไม่มีที่พักในกรุงเทพฯ ต้องเดินทางไปกลับต่างจังหวัด (ราชบุรี) ขณะเดียวกันก็ไม่ชำนาญเส้นทางในกรุงเทพ จึงมาเข้าวงสายตลอด 3 วันถัดมา จึงถูกไล่ออก

จากนั้นก็มีผู้ชักชวนให้มาอยู่กับวงลิเก และพากย์หนัง ก่อนจะบวช หลังจากสึกก็มาเป็นหางเครื่องอยู่กับวง เทียนชัย สมญาประเสริฐ ที่มีนักร้องดังอย่าง ผ่องศรี วรนุช ซึ่งเป็นภรรยารวมอยู่ด้วย แต่ลาออกจากวงเพราะถูกกล่าวหาว่าขโมยทองของนักร้องในวงระหว่างที่รถของคณะเกิดอุบัติเหตุพลิกคว่ำ

ต่อมา ได้สมัครประกวดร้องเพลงที่จัดโดยวงรวมดาวกระจายของครูสำเนียง ม่วงทองโดยใช้เพลงที่เขาแต่งขึ้นเอง ซึ่งเขาก็ชนะ และครูสำเนียงรับให้มาอยู่ร่วมคณะ แต่ไม่ได้ขึ้นร้องเพราะนักร้องเต็มและครูสำเนียงเป็นคนตั้งชื่อให้เขาว่า ชลธี ธารทอง เพราะเป็นคนเมืองชลฯ หลังจากอยู่มาปีครึ่ง ชลธีจึงได้ขึ้นร้องเพลง และต่อมาได้อัดแผ่นเสียงรวม 4 เพลง แต่ไม่ดังสักเพลง ระหว่างนั้น ถ้ามีเวลาว่าง เขาก็ได้ศึกษาวิชาแต่งเพลงอย่างเป็นกิจจะลักษณะจากครูสำเนียง และก็ได้นำความรู้ความสามารถในการเขียนโคลง ฉันท์ กาพย์ กลอน มาใช้ในการแต่งเพลง

ระหว่างที่อยู่วงรวมดาวนี้เองที่เพลง "พอหรือยัง" ของชลธี ถูกศรคีรี ศรีประจวบนำไปร้องจนประสบความสำเร็จ แต่ไม่มีใครเชื่อว่าเขาเป็นคนแต่ง เพราะเพลงนี้เกิดขึ้นหลังจากที่เขาไปหลงรักสาวร่วมคณะรวมดาวกระจาย และก็อกหัก เลยแต่งเพลงนี้นำมาร้องแก้กลุ้ม พอดีมีนักร้องชายในวงอีกคนเกิดชอบ ก็มาขอไปร้องบนเวที ต่อมานักร้องคนนั้นโดนไล่ออก และได้ไปอยู่กับวงศรคีรี และเมื่อศรคีรีได้ยินเพลงนี้จึงถามว่าใครแต่ง นักร้องคนนั้นได้บอกว่าเขาแต่งเอง ศรคีรีจึงขอเอามาอัดแผ่นเสียงโดยใช้ชื่อคนแต่งว่าศรคีรี เมื่อชลธี ธารทอง ออกมา ทักท้วง ศรคีรี ก็ได้มาอธิบายจนเป็นที่เข้าใจกันทุกฝ่าย

ครั้งที่อยู่กับวงรวมดาวกระจาย ชลธีมีโอกาสบันทึกเสียง 4 เพลง แต่ไม่ดังสักเพลง ต่อมาชลธี ถูกไล่ออกจากวงรวมดาว ในข้อกล่าวหาดังแล้วแยกวง ซึ่งไม่เป็นความจริง จากนั้นก็มีนายทุนออกเงินตั้งวงให้ ชื่อวง "สุรพัฒน์" แต่ก็ไปไม่รอด ขณะที่เพลงของเขาก็ขายไม่ค่อยได้เพราะคนไม่รู้จักชื่อเสียง ก็พอดีกับศรคีรีมาขอให้ช่วยแต่งเพลงให้ แต่พอเขาแต่งเพลงชุดนั้นเสร็จ ศรคีรีก็มาประสบอุบัติเหตุเสียชีวิตเสียก่อน ชลธีจึงตัดสินใจหันหลังให้วงการเพลง และหอบครอบครัวไปช่วยพ่อตาแม่ยายทำไร่ข้าวโพดที่แก่งเสือเต้น แต่ก่อนจะไปจากกรุงเทพฯ เขาบังเอิญไปพบกับเด็กล้างรถที่ปั้มน้ำมันแห่งหนึ่งแถวบุคคโล ซึ่งมีเสียงถูกใจจึงได้มอบเพลง 2 เพลงที่กะจะให้ศรคีรีกับเด็กคนนั้นไปโดยไม่คิดเงิน ต่อมาเด็กคนนั้นก็คือสายัณห์ สัญญา ที่โด่งดังจากเพลง"ลูกสาวผู้การ" และ "แหม่มปลาร้า"ที่เขามอบให้ในวันนั้น

เมื่อสายัณห์โด่งดัง เขาจึงถูกมนต์ เมืองเหนือเรียกตัวกลับกรุงเทพเพื่อให้มาแต่งเพลง ทำให้ลูกศิษย์คนต่อมาของเขาก็คือ เสกศักดิ์ ภู่กันทอง โด่งดังจากเพลง"ทหารอากาศขาดรัก" จากนั้นชลธีก็ตั้งหน้าตั้งตาผลิตผลงานและสรรหานักร้องคุณภาพออกมาประดับวงการอยู่เนืองๆ จนประสบความสำเร็จอย่างมาก และในที่สุดก็ได้รับฉายาจาก "ยิ่งยง สะเด็ดยาด" คอลัมนิสต์หนังสือพิมพ์ ไทยรัฐ ว่า " เทวดาเพลง "

ชลธี ธารด่อคยหันมาจับธุรกิจทำวงดนตรีลูกทุ่ง โดยทำวงให้กับ สุริยัน ส่องแสง แต่ปรากฏว่า นักร้องนำถูกยิงตายเสียก่อน เขาเลยต้องเป็นหนี้ยกใหญ่

บทเพลงของชลธี ธารทองมีจุดเด่นในการเลือกสรรถ้อยคำในลักษณะของกวีนิพนธ์มาใช้ในการแต่งเพลง เนื้อหามีสาระส่งเสริมคุณค่าวิถีชีวิตไทย ท่วงทำนองเพลงมีความไพเราะตรึงใจผู้ฟัง บทเพลงมีความดีเด่นในศิลปะการประพันธ์ที่ใช้ฉันทลักษณ์หลายรูปแบบ เป็นนักแต่งเพลงที่แต่งทั้งคำร้องและทำนองเพลงเอง ผลงานเพลงล้วนแต่มีชื่อเสียงเป็นที่รู้จักของนักฟังเพลง สร้างนักร้องลูกทุ่งให้มีชื่อเสียงเป็นจำนวนมากอาทิ สายัณห์ สัญญา, ยอดรัก สลักใจ, เสกศักดิ์ ภู่กันทอง, วิไล พนม, สดใส รุ่งโพธิ์ทอง, เสรีย์ รุ่งสว่าง, เอกพจน์ วงศ์นาค, บุษบา อธิษฐาน, สุนารี ราชสีมา, ดำรง วงศ์ทอง, นพรัตน์ ไม้หอมเป็นต้น