Claire McDowell urodziła się 2 listopada 1877 roku w Nowym Jorku w stanie Nowy Jork w USA. Karierę rozpoczęła na scenie teatralnej pod koniec XIX wieku, występując w repertuarze dramatycznym, zanim w pierwszych latach XX wieku trafiła do rozwijającego się przemysłu filmowego.
W wytwórni Biograph stała się jedną z kluczowych aktorek zespołu D.W. Griffitha. Wystąpiła w ponad 100 jego krótkometrażowych filmach, współtworząc fundamenty amerykańskiego kina narracyjnego. To właśnie w tych produkcjach wypracowała ekranowy archetyp „cierpiącej, lecz silnej matki”, który stał się jednym z najważniejszych motywów w twórczości Griffitha. Pojawiła się m.in. w monumentalnych produkcjach „The Birth of a Nation” (1915) oraz „Intolerance” (1916).
W latach 20. kontynuowała karierę w pełnometrażowych superprodukcjach. Jedną z jej najbardziej znanych ról była postać matki Judy Ben-Hura w widowisku „Ben-Hur: A Tale of the Christ” (1925). Jej filmografia obejmuje ponad 350 produkcji, co czyni ją jedną z najbardziej zapracowanych aktorek w historii kina niemego.
W życiu prywatnym była żoną aktora Charlesa Hill Mailesa, za którego wyszła w 1906 roku. Oboje należeli do grona najważniejszych aktorów wczesnej Biograph i często występowali razem na ekranie, tworząc jedno z najbardziej znanych małżeństw wczesnego Hollywood.
Z powodzeniem przeszła do kina dźwiękowego, choć w latach 30. występowała już głównie w rolach drugoplanowych i epizodycznych. Jej długa kariera obejmowała okres od wczesnych krótkich filmów Biograph po dojrzałe produkcje ery dźwiękowej.
Claire McDowell zmarła 23 października 1966 roku w Hollywood Hills w Los Angeles w stanie Kalifornia w wieku 88 lat. Została pochowana na cmentarzu Hollywood Forever Cemetery w Los Angeles, w sekcji Cathedral Mausoleum.
Pozostaje jedną z fundamentalnych postaci wczesnego kina amerykańskiego – aktorką, która współtworzyła styl i emocjonalny język filmów D.W. Griffitha, a dzięki niezwykłej pracowitości zapisała się jako jedna z najbardziej płodnych artystek epoki kina niemego.