Geboren in Idaho, zog Claire Du Breys Familie mit einem Planwagen durch die Sierra Madre nach Kalifornien, als sie 13 Jahre alt war. Eigentlich absolvierte sie eine Ausbildung zur Krankenschwester, doch dann las sie ein Arbeitsangebot als „Halbtags-Schauspielerin“ für Stummfilme in der Zeitung. Ihr Filmdebüt gab Du Brey 1916 neben Billie Burke in Peggy. Innerhalb kurzer Zeit erhielt die brünette Schauspielerin Hauptrollen, vor allem in Western. Viele ihrer Stunts übernahm die athletische Schauspielerin dabei selbst. Sie fungierte unter anderem als Leading Lady zu Darstellern wie Harry Carey senior, Herbert Rawlinson, Dustin Farnum und Lon Chaney senior. Dabei verkörperte Du Brey sowohl hochgestellte und elegante Persönlichkeiten wie Gräfinnen als auch einfache Bedienstete oder junge Mädchen aus dem Wilden Westen. Neben ihrer Filmarbeit war sie auch regelmäßig auf den Bühnen um Los Angeles zu sehen.
Durch ihr zunehmendes Alter und den Anbruch der Tonfilmzeit wurden Du Breys Rollen Ende der 1920er-Jahre deutlich kleiner. Für den Rest ihrer Filmkarriere war sie zwar vielbeschäftigt, verkörperte aber zumeist wenig substanzielle Rollen; darunter aber vor allem als Verkäuferin, Krankenschwester, Haushälterin oder Sekretärin. Nur in vereinzelten Fällen in kleineren Filmen erhielt Du Brey noch die Chance, größere Parts zu spielen. Ab den 1950er-Jahren war sie auch im Fernsehen zu sehen. Nach über 240 Film- und Fernsehauftritten zog sich Du Brey 1960 aus dem Schauspielgeschäft zurück. 1993 verstarb sie im Alter von 100 Jahren in Los Angeles.
Claire Du Brey war eng befreundet mit dem Schauspieler Richard Cromwell sowie der populären Charakterdarstellerin Marie Dressler, welche sie auch bei ihrem Krebstod im Jahre 1934 neben ihrer Filmarbeit pflegte. Neuere Biografien über Dressler gehen von einer langjährigen, geheimen lesbischen Beziehung zwischen den beiden Schauspielerinnen aus.[1] Claire Du Brey war allerdings auch mit einem Arzt namens Dr. Mark Gordon verheiratet, diese Ehe wurde geschieden.