Coralie Clement naît à Villefranche-sur-Saône le 1er septembre 1978 dans une famille de trois enfants. Le père clarinettiste les aiguille vers la musique très tôt. Ainsi, la s?ur de Coralie joue de la flûte traversière et le frère Benjamin joue du violon. Coralie va ainsi étudier le solfège et le violon dès l'âge de cinq ans. Elle bénéficie donc d'un apprentissage classique et s'initie à l'orchestre avant d'arrêter après dix ans d'études.
À l'adolescence, Coralie Clément écoute donc de la musique classique, et des chanteurs comme Serge Gainsbourg, Jane Birkin, Françoise Hardy et Vanessa Paradis. Mais c'est son frère Benjamin Biolay qu'elle admire avant tout, lui qui se fera connaître à la fin des années 1990 en composant pour Henri Salvador et Keren Ann.
Lors d'une soirée, à l'époque où Coralie Clément est encore étudiante en histoire à l'université, son frère lui fait chanter ses dernières compositions en l'accompagnant à la guitare. Il enregistre cet essai et le fait écouter autour de lui. C'est ainsi que l'opportunité se présente pour elle de réaliser un premier album. Les treize titres empreints d'une douce mélancolie écrits par Benjamin Biolay donneront naissance à l'album Salle des Pas Perdus (2001).
Alors que Coralie Clément nourrit l'espoir de réaliser un deuxième disque, elle rencontre le groupe Nada Surf à New York, et découvre en même temps la musique d'Ed Harcourt, Stina Nordenstam, Metric et Blonde Redhead. Si, une évidence pour Coralie Clément, son frère participe au projet, c'est surtout avec Daniel Lorca de Nada Surf qu'elle enregistre Bye Bye Beauté (2005) qui prend une couleur plus rock que le précédent.
Le troisième album, Toystore (2008), est écrit par Benjamin Biolay et revient à un style moins rock, avec une instrumentation créant une atmosphère enfantine, mais plus sombre dans les textes. Elle est en duo avec Etienne Daho sur « Je ne sens plus ton amour » et avec Chiara Mastroianni sur « Sono Io ». Mariée en 2009 et mère d'une petite fille née en 2011, la musicienne et chanteuse publie le livre-disque pour enfants Iris a trois ans sous le nom de Coralie Biolay. Il faut ensuite patienter jusqu'au mois d'octobre 2014 pour voir éclore un quatrième album romantique et pleinement réussi intitulé La Belle Affaire, arrangé et produit par Thomas Coeuriot.
Coralie Clément a également collaboré à d'autres projets. Sur la bande originale du film L'Idole de Samantha Lang, elle chante « Le Rêve de Sarah », « Lullabye » et « Dorénavant ». Elle participe aux choeurs sur les chansons « Chaise à Tokyo » de Benjamin Biolay et sur la reprise de « L'aventurier » par Nada Surf. On la retrouve ensuite sur des albums d'Hubert Mounier (ex-L'Affaire Louis Trio), Diving With Andy, Blank & Jones, Nouvelle Vague, Jacques Duvall, ainsi que sur la compilation Tombé pour Daho où elle chante « Vis-à-vis ».
