Cleo Moore 31 Ekim 1924'te Baton Rouge, Louisiana'da bir müteahhidin kızı olarak dünyaya geldi. Her iki ebeveyni de 1920'lerde Louisiana'da pek çok ailenin tutkusu olan Demokratik siyasetle yakından ilgiliydi. Cleo yıldızlığa giden yolculuğuna lisedeyken okul oyunlarına katıldığında başladı. Yaklaşık 20 yaşındayken Cleo, 1944 yılında merhum Huey "Kingfish" Long'un oğlu Palmer Long ile evlendi. Palmer'ın babası yıllarca Louisiana siyasetinin önde gelen isimlerinden biri olmuş, önce valilik sonra da Birleşik Devletler Senatosu'nda görev yapmıştı. 1935'te eyalet başkenti binasında bir suikasta kurban gitti. Sadece altı hafta süren evlilik başarısız olmaya mahkumdu. Cleo liseyi bitirdikten sonra ailesiyle birlikte, babasının İkinci Dünya Savaşı'nın sona ermesini ve bunu takip etmesi beklenen inşaat patlamasını beklediği Kaliforniya'ya taşındı. Güneşli Kaliforniya'ya vardığında keşfedilmesi uzun sürmedi. Hollywood Legion Stadyumu'nda bir boks maçına katılırken bir RKO yetenek avcısı tarafından fark edildi ve bir deneme çekimine girmeye ikna edildi. Kabul etti. İlk filmi Congo Bill (1948) oldu. Sonra ailesinin inşaat işinde çalışmaya geri döndü ve biraz modellik yaptı. İki yıl sonra, 1950'de, biçimli sarışın bir Western filmi olan Rio Grande Patrol'de (1950) rol aldı. Hiçbir yere varamayan filmde beşinci sırada yer aldı. O yıl Cleo için çok yoğun geçti ve beş filmde daha rol aldı. Tütün endüstrisi hakkında bir film olan In Bright Leaf (1950), küçük bir rolü olmasına rağmen iyi karşılanan bir filmdi. Gambling House (1950) bir nevi kişisel bir atılımdı. Cleo'nun yardımcı oyuncuları tanınmamış kişiler yerine Victor Mature ve William Bendix'ti. Filmlere girmek ne kadar zor olsa da, bu film halkın dikkatini gerçekten çekti; B filmlerinde kalmaya mahkum görünüyordu. 1951'de Ida Lupino ve Robert Ryan'la Tehlikeli Av'da oynadı, ancak sadece küçük bir rol aldı. Harika bir yeteneğe sahip olan bir aktris için, fiziksel özelliklerinin perdede nasıl göründüğü nedeniyle seçilmiş gibi görünüyordu. Stüdyo patronları için bu ikinci plandaydı. Çok güzeldi ama Cleo bunun ötesine bakmalarını ve sahip olduğu yeteneği görmelerini istiyordu. 1954'te (artık Universal-International ile sözleşmesi vardı) iki gişe bombası filmde daha rol aldı: The Other Woman (1954) ve Yilan tuzagi (1954). Ertesi yıl Mahkûmun ızdırabı (1955) ve Kadınlar Hapishanesi (1955) adlı iki film daha çekti. İkinci sınıf filmler olmalarına rağmen, konuları ve Cleo nedeniyle gişede başarılı oldular. Bunun dışında pek bir başarıları yoktu. 1957'de Cleo, kız kardeşi Mara Lea ile birlikte son filmi Hit and Run'da (1957) rol aldı. Başroldeydi ama film yine gişe bombasıydı. Cleo daha sonra sinema sektörünü sonsuza dek terk etti. 1961'de bir emlak zengini ile evlendi ve Beverly Hills sosyetesi gibi bir hayat sürmeye başladı. Tek çocuğu olan kızı Debra 1963'te doğdu. Moore 49. doğum gününe bir haftadan az bir süre kala (25 Ekim 1973) Inglewood, Kaliforniya'da kalp krizi geçirerek öldü. Hayranları için 1950'lerin en sevilen seks sembolü olmaya devam ederken, diğerleri yeteneğinin standart altı B filmlerinde küçük rollerde harcanmak yerine onu daha yükseklere taşıyabileceğini bilerek üzülüyor.