Repérée sur une couverture du magazine Elle, Aurore Clément fait ses débuts au grand écran en 1974, dans Lacombe Lucien de Louis Malle, un drame sur l'occupation de la France pendant la Seconde Guerre mondiale. Sans aucune formation théâtrale, l'actrice s'attaque ensuite au cinéma hollywoodien avec Apocalypse Now, mais toutes ses scènes sont coupées au montage (il faudra attendre la version redux de 2001 pour la voir apparaître dans le long métrage de Francis Ford Coppola).

De retour en Europe, Aurore Clément s'illustre principalement dans les drames, comme Paris, Texas road movie émouvant d'un fils à la recherche de sa mère ou le complexe Nous sommes tous encore ici. Mais la comédienne sait également diversifier les rôles. Ainsi, elle apparaît dans des films policiers comme Les Fantômes du chapelier ou Une Affaire privée, la comédie déjantée Jet set et le thriller d'épouvante Trouble Every Day.

Parallèlement, Aurore Clément tourne dans la première saison de la série Zodiaque, avant de retourner au grand écran, avec Ils se marièrent et eurent beaucoup d'Enfants, comédie dans laquelle elle donne la réplique à Charlotte Gainsbourg et Alain Chabat. En 2004, la vedette est à l'affiche du film de Claude Chabrol, La Demoiselle d'honneur, avant d'incarner la duchesse de Chartres aux côtés de Kirsten Dunst dans Marie-Antoinette. Trois ans plus tard, Aurore Clément décroche le rôle vedette dans le long métrage fantastique de Sébastien Betbeder : Nuage.