près des débuts à l'âge de 14 ans sur les planches, puis à la télévision dans des téléfilms (Tania Boréalis, L'Etoile d'un été, Carnets d'ados - La vie quand même), Clémence perce peu à peu au cinéma d'abord dans la comédie dramatique L'Eté d'Olga de Bruno Todeschini puis aux côtés de Carole Bouquet et Jean Dujardin dans Bienvenue chez les Rozes.
Sa carrière prend un accent british dans le rôle de la Reine Mary Stuart pour le téléfilm Gunpowder, treason and plot, puis dans la série Révélations dont Bill Pullman est le héros.
Sa carrière cinématographique devient internationale lorsqu'elle joue dans Harry Potter et la coupe de feu, 4ème opus de la série.
2007 est une grande année pour elle : on la retrouve tout d'abord en tête d'affiche de Sans moi, où elle est Lise, une jeune femme malmenée par la vie, en proie à de dangereuses passions, puis dans l'impressionnant casting Le gang des postiches, inspirée d'une histoire vraie.
En 2008, elle tourne aux côtés de Colin Farrel et Ralph Fiennes dans Bons baisers de Bruges.
