Claire Trevor, Claire Wemlinger olarak Brooklyn, New York'un Bensonhurst semtinde, Beşinci Cadde tüccar-terzisi Noel Wemlinger'in tek çocuğu olarak doğdu, Paris'ten gelen ve Buhran sırasında işini kaybeden göçmen bir Fransız ve Belfast doğumlu karısı Benjamina, "Betty" olarak biliniyordu. Genç Claire'in oyunculuğa olan ilgisi 11 yaşındayken başladı. Liseye Mamaroneck, Westchester County, New York'ta devam etti. Columbia Üniversitesi'nde derslere başladıktan sonra, altı ayını Amerikan Dram Akademisi'nde geçirdi. Arts, yine New York'ta. Yetişkin oyunculuk deneyimi 1920'lerin sonunda çeşitli tiyatro oyunlarında başladı. 1930'da Ann Arbor, Michigan'da Robert Henderson'ın Repertuar Oyuncuları ile çalıştı. Aynı yıl, 20 yaşındayken Warner Bros. ile anlaştı. 1925 yılında Warner Bros. tarafından satın alınarak Vitaphone adını alan, ilk sesli film stüdyolarının sonuncusu ve en iyisi olan Brooklyn'deki Vitagraph Stüdyoları evinden çok uzakta değildi. Trevor, 1926 ile 1930 yılları arasında stüdyo tarafından üretilen yaklaşık 2000 kısa filmin birçoğunda rol aldı. Daha sonra St. Louis'deki diğer sözleşmeli oyuncularla birlikte on haftalık stok prodüksiyonlar yapmak üzere batıya gönderildi. 1931'de Southampton, Long Island'daki Hampton Players ile yaz stoğu yaptı. Son olarak, 1932'de Broadway'de "Whistling in the Dark" ile çıkış yaptı.Trevor beyaz perdeye geçerek Life in the Raw (1933) adlı western filmiyle çıkış yaptı. O yıl üç film daha (bir western daha) ve 1930'lar boyunca altı ya da daha fazla film çekecekti. Silahşör ve sert kadın rolleriyle tanınmasına rağmen, bu ilk filmlerde zaten kayda değer olan çok yönlülüğünü sergiledi ve genellikle işinin ehli, sorumluluk sahibi profesyonel kadınların yanı sıra "şaibeli" kadınları da canlandırdı. Yüzünde hayal kırıklığına uğramış bir kırılganlık vardı ve o meşhur hafif New York çapaklı sesi, duygularla yükseldiğinde küçük bir çığlıkla çatlıyor, bu da alışılmadık ve hassas bir oyuncuyu çabucak ortaya çıkarıyordu. İlk filmlerinin çoğu "B" potboilers'dı, ancak Spencer Tracy ile birkaç kez çalıştı, özellikle Dante's Inferno (1935). Hollywood nihayet yeteneklerini fark etti ve Humphrey Bogart ile birlikte oynadığı Çıkmaz Sokak'ta (1937) yoksulluk yüzünden fahişeliğe zorlanan bir gecekondu kızı rolündeki çarpıcı performansıyla En İyi Yardımcı Kadın Oyuncu Oscar'ına aday gösterildi. Aynı yıl Edward G. Robinson'la radyo draması "Big Town"'da oynadı, ardından biraz saçma ama eğlenceli The Amazing Dr. Clitterhouse (1938) için yine Robinson ve Bogart'la bir araya geldi. Yönetmen John Ford, John Wayne'i yıldız yapan ilk büyük sesli Western filmi Cehennem Dönüşü (1939) için onu seçti. Bir karaktere karmaşıklık kazandırma konusundaki tüm yetenekleri, erken dönem kadın rollerinden biri olan dans salonu kızı "Dallas" rolünde kendini gösterdi. Wayne'le birbirlerinden çok etkilendiler ve kariyerleri boyunca üç filmde daha birlikte oynadılar. 1940'larda Trevor kendisini gerçek yıldızlığa taşıyan türde rol almaya başladı: "film noir". Burgess Meredith ile oynadığı Şans Sokağı (1942) filmindeki katil Ruth Dillon rolüyle büyük bir çıkış yaptı. Philip Marlowe'un Murder, My Sweet (1944) filmindeki daha karmaşık ama yine de iki yüzlü Bayan Grayle rolünde de aynı derecede ikna ediciydi. Ancak, çok farklı ve oldukça sıra dışı bir roldeydi. Yıkılmış, umutsuzca alkolik eski gece kulübü şarkıcısı ve mollası Gaye Dawn, Ölüm Gemisi'nde (1948) En İyi Yardımcı Kadın Oyuncu dalında Akademi Ödülü kazandı ve yine Bogart ve Robinson'la birlikte çalıştı. Meşale şarkısı "Moanin' Low"'un acınası yorumu, karakterinin umutsuzca ihtiyaç duyduğu bir içki karşılığında Robinson'un oynadığı sadist suç patronu için (mecazi anlamda kalıcı olarak bağlı olduğu) aşağılayıcı bir şekilde söylemeye zorlandığı. 1950'lerde daha kaliteli filmler ve bir Akademi adaylığı (Son uçuş (1954)) daha vardı, ama aynı zamanda sahnede ve televizyonda da çalışıyordu. 1950'lerin ortalarında canlı TV konusunda hevesliydi ve birçok ünlü programda yer aldı. NBC'nin Dodsworth (1956) dizisindeki Fredric March'ın uçarı eşi rolüyle En İyi Canlı Televizyon Performansı dalında Emmy ödülü kazandı. Kariyerini film, sahne ve televizyon rolleri arasında değiştirdi. Yaşlandıkça "seçkin başhemşire" ve anne rollerine kolayca geçiş yaptı, en sıra dışı rollerinden biri Ma Barker and Her Boys (1959) filmindeki katil Ma Barker'dı. Son film rolü Kiss Me Goodbye (1982) filmindeki Sally Field'ın annesiydi.Trevor ve üçüncü kocası, yapımcı Milton H. Bren, uzun süre Newport Beach, Kaliforniya'da yaşadılar ve sonunda beyazperdeden emekli olduğunda buraya geri döndüler. Bununla birlikte, sahne çalışmalarına aktif bir ilgi duymaya devam etti ve California-Irvine Üniversitesi Sanat Okulu ile ilişki kurdu. O ve kocası, görsel ve sahne sanatlarının (üç profesörlük de dahil olmak üzere) daha da geliştirilmesi için yaklaşık 10 milyon dolar katkıda bulundu. Nisan 2000'de 90 yaşında vefat etmesinin ardından Üniversite, okulun adını Claire Trevor Sanat Okulu olarak değiştirdi. Onun UCI kampüsündeki varlığı sadece ruhundan ibaret değildir. Oscar'ını ve Emmy'sini UCI'ye bağışladı; her ikisi de kendi adını taşıyan kampüs tiyatrosundaki sanat plazasında sergileniyor.