Nesthäkchen, Teenager und romantisch liebende junge Frauen waren die ersten Rollen, die Claire Danes vor ihrem Welterfolg als Julia in der MTV-Version von Shakespeares "Romeo & Julia" verkörperte. Sie spielte frühreife, neugierig verspielte Teenager, die ihre sexuellen Körperlandschaften erkunden und gierig auf Leben sind, so in "Ein amerikanischer Quilt" und in "Familienfest".
1979 in New York geboren, begann Danes mit neun Jahren, am renommierten Lee Strasberg Studio Schauspielunterricht zu nehmen, und hatte stets das Berufsziel Schauspielerin vor Augen. In ihrem Debütfilm "Betty und ihre Schwestern" war sie als Beth, die frühzeitig sterben muss, sanft, pausbäckig und warmherzig. Mit der Rolle der "Julia" konnte sie als kraftvoller Charakter ins Leben springen, hungrig auf Erfahrung und entschieden im Handeln. Ihr spannendstes Filmgesicht trug sie in dem wenig bekannten "Polnische Hochzeit", wo sie als Tochter von Lena Olin aufsässig und mit burschikoser Bockigkeit ihren Kopf durchsetzt und sich als Pubertierende nachts aus dem Haus schleicht, sich den Bräutigam greift und die Gemeinde als falsche Jungfrau aufmischt. In Francis Ford Coppolas "Der Regenmacher" wurde sie von ihrem Ehemann misshandelt, in Oliver Stones "U-Turn" als Kellnerin von ihrem über-eifersüchtigen Freund (Joaquin Phoenix) verfolgt.
Mit einem Empfehlungsschreiben Stones versehen, bewarb sich Danes erfolgreich an der Yale University, wo sie von 1998 bis 2002 Psychologie studierte. Nach ihrem Abschluss wendete sie sich wieder dem Film zu. Ihre Erfahrungen als Studentin konnte sie in die Charakterkomödie "Igby" mit einbringen, wo sie als eben solche die erste Liebe des Titelhelden (Kieran Culkin) spielte. In Thomas Vinterbergs umstrittenen "It's All About Love" war sie die polnische Eisprinzessin Elena, die in einer emotional abgetöteten Welt gemeinsam mit ihrem Ehemann (Joaquin Phoenix), von dem sie getrennt lebt, die Liebe wiederentdeckt.
Auf eine Nebenrolle in Stephen Daldrys gefeiertem Frauenschicksalsfilm "The Hours" folgte mit "Terminator 3 - Rebellion der Maschinen" ein Ausflug in Blockbuster-Gefilde: Gemeinsam mit Arnold Schwarzenegger und Nick Stahl bildete sie das Trio, das die Welt vor der Herrschaft der Maschinen bewahren will und gegen den T-X (in Gestalt von Kristanna Loken) antritt. Anspruchsvollere Unterhaltung bot Danes im Kostümfilm "Stage Beauty", wo sie als Garderobiere im Bühnenkostüm des Frauendarstellers Ned, den sie insgeheim liebt, heimlich in einer Schenke auftritt und so das Ende einer Ära einläutet und Ned um seinen Job bringt.
Als aufstrebende Schauspielerin Mirabelle, die sich als Verkäuferin durchschlägt, musste sie sich in "Shopgirl" (2004) zwischen ihrem glücklosen Freund und einem reichen Verehrer (Steve Martin) entscheiden. In Thomas Bezuchas Komödie "Die Familie Stone - Verloben verboten!" verliebt sich der Freund ihrer Schwester (Sarah Jessica Parker) beim gemeinsamen Weihnachtsfest in sie, und unter der Regie von Wai Keung Lan wird sie von Agent Erroll Babbage (Richard Gere) in "The Flock" als Nachfolgerin angelernt. Im magischen Reich Stronghold spielte sie 2007 in "Der Sternwanderer" einen vom Himmel gefallenen Stern, in den sich Titelheld Tristan (Charlie Cox) Hals über Kopf verliebt.
Claire Danes ist ausgebildete Tänzerin und trat in mehreren modernen Tanztheaterinszenierungen auf.