Née en 1977 à Los Angeles, elle a étudié à l’école d’arts dramatique Los Angeles High School of the Arts. Elle commence sa carrière avec de brèves apparitions dans des films indépendants, mais aussi dans des séries télé tel que « Urgences », « Dangerous Minds » ou encore « Buffy contre les Vampires ».
Clea DuVall a joué, pour la première fois sur grand écran, sous la direction de James Mangold dans
Une Vie Volée, produit par Cathy Konrad.
Elle a été saluée pour son interprétation dans le film indépendant
How To Make The Cruelest Month de Kip Koenig, l’un des seize films présentés dans la section " drame " au Festival de Sundance 1998. La même année, elle a été nommée au Blockbuster et au Teen Choice Award for Breakout Performance pour
The Faculty de Robert Rodriguez. Elle a été depuis l’interprète de
Intrusion de Rand Ravich, aux côtés de Johnny Depp et de Charlize Theron.
Elle a été la vedette de la comédie
But I’m A Cheerleader avec Natasha Lyonne et Cathy Moriarty, réalisée par Jamie Babit, qui a fait un triomphe au Festival du Film de Toronto. Elle a joué par ailleurs dans
Ghosts Of Mars de John Carpenter,
Committed de Lisa Krueger et
Elle Est Trop Bien de Robert Iscove.
Elle a été l’interprète de
The Slaughter Rule de Alex Smith et Andrew J. Smith et
Thirteen Conversations About One Thing de Jill Sprecher, qui ont été présentés au Festival de Sundance 2002. Elle joue aux côtés de Sean Penn, Benicio Del Toro et Naomi Watts dans
21 Grammes, drame réalisé par Alejandro Gonzalez Inarritu.
Après un long séjour dans le monde de la série TV, Clea est en 2007 à l’affiche de
Zodiac, le polar de David Fincher avec Jake Gyllenhaal et Robert Downey Jr. On la retrouve en 2008 dans les
Les Passagers avec Anne Hathaway.