New Yorklu Claire Catherine Danes Manhattan'da, kreş bakıcısı ve sanatçı Carla (Hall) ile bilgisayar danışmanı ve fotoğrafçı Christopher Danes'in kızı olarak dünyaya geldi. Asa adında bir ağabeyi vardır. Baba tarafından büyükbabası Gibson Andrew Danes, Yale Sanat ve Mimarlık Okulu'nun dekanıydı. Çoğunlukla Alman ve Britanya Adaları kökenli olan Claire, Dalton School, New York, The New York City Lab School for Collaborative Studies, The Professional Performing Arts School ve Lycée Français de Los Angeles'ta eğitim görmüştür. 1998'den itibaren Yale Üniversitesi'nde psikoloji okudu, ancak iki yıl sonra oyunculuk kariyerine yoğunlaşmak için okulu bıraktı.Danes ilk kez My So-Called Life (1994) filminde "Angela Chase" rolüyle halkın dikkatini çekti. Bu performansıyla bir Emmy adaylığı ve bir Altın Küre ödülü kazandı. Baz Luhrmann'ın Romeo ve Juliet (1996) filminde Leonardo DiCaprio'nun karşısında oynadığı "Juliet" rolü de dahil olmak üzere başarılı bir film kariyeri izledi. Saatler (2002) gibi çeşitli projelerde oyunculuğa devam etti, Terminatör 3: Makinelerin Yükselişi (2003) ve Yıldız tozu (2007). 2010 yılında HBO yapımı Temple Grandin (2010) adlı filmde başrolde yer aldı. Rolüyle büyük beğeni topladı ve performansıyla Emmy, Altın Küre ve Screen Actors Guild Ödülü kazandı. 2011'den bu yana SHOWTIME dizisi Homeland'de (2011) rol alarak büyük beğeni topladı ve Emmy ve Altın Küre kazandı.