A la mort de son père en 1962, Aurore Clément, née dans un milieu agricole modeste (elle travaille à l'usine), gagne Paris où, elle commence une carrière de mannequin.
Aurore Clément fait ses débuts au cinéma dans Lacombe Lucien (1973) de Louis Malle qui la remarque, sans maquillage, en une du magazine Elle. La critique est dithyrambique envers son interprétation d'une jeune juive amoureuse d'un adolescent collabo. Inconnue jusqu'alors, la jeune actrice décide d'apprendre son nouveau métier au moyen de petits rôles. Son élégance diaphane est rapidement repérée par les cinéastes italiens, et elle entame avec Caro Michele (1976) de Mario Monicelli une carrière régulière dans la péninsule, tournant avec Giuliano Montaldo (L'agnese va a morire, 1976), Dino Risi (Cher Papa, 1979), Elio Petri (Buone notizie, 1979), Mario Monicelli (Voyage avec Anita, 1979 ; Mosca addio, 1987 ; Facciamo paradiso, 1995) ou Pupi Avati (Festa di laurea, 1985).
Repérée dans Lacombe Lucien par Francis Ford Coppola, elle est engagée par le cinéaste pour tenir le rôle d'une jeune veuve française dans Apocalypse now (1979) mais ses scènes sont coupées au montage et ne seront rétablies qu'en 2001 dans la version souhaitée par le réalisateur, Apocalypse Now Redux. Cette incursion ratée dans le cinéma américain n'est pourtant pas neutre dans la vie d'Aurore Clément puisque, sur le tournage, elle rencontre le chef opérateur Dean Tavoularis qu'elle épouse, et s'installe aux Etats-Unis. Cinq ans plus tard, elle participe à une autre Palme d'or cannoise, Paris, Texas de Wim Wenders, où elle incarne l'épouse de Dean Stockwell.
Elle revient souvent en Europe pour tourner avec Yves Boisset (Le juge Fayard dit le Shériff, 1976), avec Pierre Schoendoerffer (Le crabe-tambour, 1977) mais aussi Chantal Akerman (Les rendez-vous d'Anna, 1978). Elle devient une interprète régulière de son univers exigeant, apparaissant dans Toute une nuit (1982), La Captive (2000) et, en mère envahissante, Demain on déménage (2004).
Elle s'épanouit dans la cinéma d'auteur, et joue dans L'invitation au voyage (1982) de Peter del Monte, Le Sud (1983) de Victor Erice, , ou Le Livre de Marie (1984) d'Anne-Marie Miéville : elle retrouvera la compagne de Jean-Luc Godard en 1997 pour Nous sommes tous encore ici. Elle intègre aussi le cinéma à la fois auteuriste et populaire de Claude Chabrol avec Les fantômes du chapelier (1982). Cette rencontre aussi aura une suite puisqu'elle jouera la mère presque incestueuse de Benoît Magimel dans La Demoiselle d'honneur (2004).
Aurore Clément est aussi à l'aise dans des rôles dramatiques que dans des interprétations plus légères et, au fil des années, elle passe avec aisance des films sulfureux de Serge Gainsbourg (Stan the flasher, 1989) ou de Bertrand Blier (Mon homme, 1997) aux comédies à gros budget (Jet set, de Fabien Onteniente, 2000 ; Tanguy, d'Etienne Chatiliez, 2001), de la radicalité de Claire Denis (Trouble every day) aux fresques en costumes (Bon voyage, de Jean-Paul Rappeneau, 2003). En 1998, elle apparaît dans A vendre de Laetitia Masson, et devient une figure habituelle de la cinéaste. Elle participe ainsi à Love me (2000) et La Repentie (2002) et au téléfilm Petite fille (2011).
Même si ses rôles sont depuis longtemps des rôles de second plan, la comédienne est toujours remarquée dans ses nombreuses apparitions, que ce soit en mère d'une disparue dans Une affaire privée (Guillaume Nicloux, 2002), en institutrice dans le bouleversant Adieu d'Arnaud Des Pallières (2003), en duchesse de Chartres du très mode Marie-Antoinette de Sofia Coppola (2006), en mère du héros de l'étrange De la guerre de Bertrand Bonello (2008), ou en riche voisine du protagoniste de Des vents contraires (Jalil Lespert, 2011)...
Extrêmement active à la télévision, Aurore Clément a tourné de nombreux téléfilms (Deux amies d'enfance de Nina Companeez, 1983 ; Les Diaboliques de Pierre Koralnick, Pierre et Jean de Daniel Janneau, 2004 ; Divine Emilie d'Arnaud Sélignac, 2007 ; Miroir mon beau miroir de Siegrid Alnoy, 2012...). Elle a aussi participé à des épisodes de multiples séries (Bonjour maître, Maigret, Ferbac, Louis la brocante...), et tenu des rôles récurrent dans plusieurs autres séries (Les Alsaciens ou les deux Mathilde de Michel Favart, 1996 ; Zodiaque de Claude-Michel Rome, 2004 ; etc.).
Assez rare au théâtre, elle a pourtant interprété en 1996 Marguerite Duras sous la direction de Tatiana Vialle (Les Eaux et forêts), Oscar Wilde mis en scène par Adrian Brine en 1998 (Un mari idéal) ou Alexandre Dumas fils revu par René de Ceccatty et dirigé par Alfredo Arias en 2000 (La Dame aux camélias), pièce qui lui a valu une nomination aux Molières.
Courts métrages 1978 | Elle | Jean-François Jonvelle |
| 1984 | Livre de Marie (Le) | Anne-Marie Miéville |
| 1993 | Ici, là ou ailleurs | Vincent Loury |
| 1994 | Du poulet | Tatiana Vialle |
| 1997 | Rêveur (Le) | Philippe Murgier |
| 1999 | C'était là depuis l'après-midi | Stéphane Metge |
| 2006 | Chute libre | Olivier Dorigan |
| 2008 | Passenger (The) | Aurélien Vernhes-Lermusiaux |
| 2009 | Pina colada | Alice Winocour |
| 2009 | Sans Howard | Ricardo Muñoz |
| 2009 | Vie lointaine (La) | Sébastien Betbeder |
Longs métrages| 1973 | Lacombe Lucien | Louis Malle |
| 1975 | Caro Michele | Mario Monicelli |
| 1976 | agnese va a morire (L') | Giuliano Montaldo |
| 1976 | Apocalypse Now | Francis Ford Coppola |
| 1976 | Juge Fayard, dit "le shérif" (Le) | Yves Boisset |
| 1977 | Crabe-tambour (Le) | Pierre Schoendoerffer |
| 1978 | Caro Papa Cher Papa | Dino Risi |
| 1978 | Circuito chiuso | Giuliano Montaldo |
| 1978 | Rendez-vous d'Anna (Les) | Chantal Akerman |
| 1978 | Viaggio con Anita Voyage avec Anita | Mario Monicelli |
| 1979 | 5 % de risque | Jean Pourtalé |
| 1979 | Aimée | Joël Farges |
| 1979 | Buone notizie | Elio Petri |
| 1979 | So weit die Auge reicht | Erwin Keusch |
| 1981 | Amour des femmes (L') | Michel Soutter |
| 1981 | Invitation au voyage | Peter Del Monte |
| 1981 | Toute une nuit | Chantal Akerman |
| 1982 | Fantômes du chapelier (Les) | Claude Chabrol |
| 1982 | Sur (El) | Victor Erice |
| 1983 | Années 80 (Les) | Chantal Akerman |
| 1983 | Paris, Texas | Wim Wenders |
| 1984 | Suizo (El) | Richard Dindo |
| 1985 | Festa di Laurea | Pupi Avati |
| 1986 | Mosca addio | Mauro Bolognini |
| 1987 | Einbruch (Der) | Bettina Woernie |
| 1987 | Gemini | Jacques Sandoz |
| 1989 | Comédie d'amour | Jean-Pierre Rawson |
| 1989 | Stan the flasher | Serge Gainsbourg |
| 1990 | Fuga dal paradiso La Fuite au paradis | Ettore Pasculli |
| 1991 | Eline Vere | Harry Kümel |
| 1992 | Marie | Marian Handwerker |
| 1992 | Pas d'amour sans amour | Evelyne Dress |
| 1992 | Taxi de nuit | Serge Leroy |
| 1993 | Joe et Marie | Tania Stöcklin |
| 1995 | Facciamo paradiso | Mario Monicelli |
| 1995 | Mon homme | Bertrand Blier |
| 1996 | Nous sommes tous encore ici | Anne-Marie Miéville |
| 1997 | A vendre | Laetitia Masson |
| 1999 | Captive (La) | Chantal Akerman |
| 1999 | Faites comme si je n'étais pas là | Olivier Jahan |
| 1999 | Jet set | Fabien Onteniente |
| 1999 | Love Me | Laetitia Masson |
| 2000 | Tanguy | Etienne Chatiliez |
| 2000 | Trouble every day | Claire Denis |
| 2001 | Ames câlines (Les) | Thomas Bardinet |
| 2001 | Ce qu'ils imaginent | Anne Théron |
| 2001 | Repentie (La) | Laetitia Masson |
| 2001 | Une affaire privée | Guillaume Nicloux |
| 2002 | Bon voyage | Jean-Paul Rappeneau |
| 2003 | Adieu | Arnaud des Pallières |
| 2003 | Demain, on déménage | Chantal Akerman |
| 2003 | Ils se marièrent et eurent beaucoup d'enfants | Yvan Attal |
| 2004 | Demoiselle d'honneur (La) | Claude Chabrol |
| 2004 | Petite Jérusalem (La) | Karin Albou |
| 2004 | Victoire | Stéphanie Murat |
| 2005 | Marie-Antoinette | Sofia Coppola |
| 2005 | Mon frère se marie | Jean-Stéphane Bron |
| 2006 | Cortex | Nicolas Boukhrief |
| 2006 | Nuage | Sébastien Betbeder |
| 2007 | De la guerre | Bertrand Bonello |
| 2007 | Quarante-huit heures par jour | Catherine Castel |
| 2008 | Bel âge (Le) | Laurent Perreau |
| 2009 | Je suis un no man's land | Thierry Jousse |
| 2009 | Pièce montée | Denys Granier-Deferre |
| 2009 | Rondo | Olivier Van Malderghem |
| 2009 | Traversée du désir (La) | Arielle Dombasle |
| 2010 | Hiver dernier (L') | John Shank |
| 2010 | Let my people go ! | Mikael Buch |
| 2011 | Cornouaille | Anne Le Ny |
| 2011 | Des vents contraires | Jalil Lespert |
| 2013 | Une nouvelle amie | François Ozon |
| 2014 | A Bigger Splash | Luca Guadagnino |
| 2016 | Barbara | Mathieu Amalric |
| 2017 | Isle of Dogs L'Ile aux chiens | Wes Anderson |
| 2018 | Je voudrais que quelqu'un m'attende quelque part | Arnaud Viard |
| 2021 | Maigret | Patrice Leconte |