Claire Maurier débute au cinéma et au théâtre au début des années 50, et à la télévision à la fin de la décennie (elle y sera active jusqu’en 2013). Ses premiers rôles à l’écran la cantonnent à de courtes apparitions sensuelles dans des productions typiques de l’époque, d’Un caprice de Caroline Chérie (1952) de Jean Devaivre à Une parisienne (1957) de Michel Boisrond, en passant par La belle de Cadix (1953) de Raymond Bernard.
Claire Maurier accède à la notoriété en interprétant la mère d’Antoine Doinel (Jean-Pierre Léaud) dans Les quatre-cents coups (1959) de François Truffaut. Elle enchaîne alors les seconds rôles, avec plus moins de régularité. Elle incarne notamment l’épouse de Bourvil dans La cuisine au beurre (1963) de Gilles Grangier, Ninon de Lenclos dans Merveilleuse Angélique (1964) de Bernard Borderie, et la fermière dans La fiancée du pirate (1969) de Nelly Kaplan. On la retrouve en ancienne liaison de Renato (Ugo Tognazzi) dans La cage aux folles (1978) d’Edouard Molinaro, et en châtelaine dans La ville des silences (1979) de Jean Marbœuf.
Sa composition de séductrice mûrissante dans Un mauvais fils (1980) de Claude Sautet lui vaut une nomination au César de la meilleure actrice dans un second rôle. Claire Maurier se fait plus tard remarquer en mère acariâtre dans la pièce Un air de famille d’Agnès Jaoui et Jean-Pierre Bacri, qui la voit nommée au Molière de la comédienne dans un second rôle. Elle reprend le personnage dans l’adaptation cinématographique réalisée par Cédric Klapisch en 1996.
L’actrice tourne ensuite dix films. Parmi ses rôles, on peut citer la bistrotière dans Le fabuleux destin d’Amélie Poulain (2001) de Jean-Pierre Jeunet, la vieille dame dans Les clefs de la bagnole (2003) de Laurent Baffie, l’agent de Sandrine Kiberlain dans La vie d’artiste (2007) de Marc Fitoussi, et la mère de Gérard Depardieu dans La tête en friche (2010) de Jean Becker.
