Rođena je 1821. godine, u Oksfordu, Klara je bila najmlađe dete u porodici Barton. Još od tinejdžerskih dana, ona je svoje prvo iskustvo kao medicinska sestra pokazala pri pomoći teško bolesnom bratu Dejvisu.
Po preporuci poznatog frenologa Faulera, roditelji su je uputili da postane učiteljica. Sa 24 godine, Klara je osnovala školu za decu iz radničkih porodica, a nakon što se preselila u Nju Džersi, 1852. godine, otvara prvu besplatnu školu. Ostavku u školi podneće nakon saznanja da je škola zaposlila muškarca sa duplo većom platom od nje, istakavši da nikada neće raditi za manje novca od muškaraca.
U Američkom zavodu za patente u Vašingtonu, bila je prva žena imenovana na mestu službenice za snimanje, ovoga puta sa identičnom platom kao i njene muške kolege. Samo godinu dana kasnije, na inicijativu sekretara unutrašnjih poslova, koji je bio protivnik žena zaposlenih u Vladi, smenio ju je na mesto prepisivača, a 1857. godine, Bjukenova administracija u potpunosti eliminiše njenu poziciju.
Nakon izbora Abrahama Linkolna za predsednika, 1860. godine, vraća se na poziciju prepisivača.
Sa početkom građanskog rata, Barton otkaz daje 1861. godine i postavlja kao misiju da pomogne pri distribuciji neophodnih zaliha vojnicima Unije. Time počinje njena doživotna karijera pomaganja ljudima u vremenima sukoba i katastrofa. Već sledeće godine, dobija zvaničnu dozvolu da transportuje zalihe na bojna polja. Učestvovala je u svim većim bitkama – u Merilendu, Južnoj Karolini i Virdžiniji, gde je postala poznata kao „anđeo bojnog polja“. Iako nije imala formalnu medicinsku obuku, imenovana je za glavnu sestru jedinica generala Batlera 1864.
Po završetku rata, pomagala je pri lociranju nestalih vojnika, a svedočila je i u Kongresu o iskustvu iz rata.
Putovanje Evropom počinje 1869. godine, gde je tokom boravka u Švajcarskoj saznala za Međunarodni crveni krst, osnovan u Ženevi.
Po povratku u Sjedinjene Američke Države, Klara Barton, pisanjem pamfleta, predavanjima i susretom sa predsednikom Radefordom Hejzom dobija podršku za osnivanje Američkog Crvenog krsta, koji se osniva 21. maja 1881. godine, a za predsednicu je u junu iste godine izabrana upravo Klara. SAD će se Međunarodnom crvenom krstu pridružiti 1882.
Klara je u Crvenom krstu ostala do 1904. godine, kada je osnovala Američko nacionalno udruženje prve pomoći, organizaciju koja je istakla spremnost za hitne slučajeve i koja je razvila komplete prve pomoći.
Preminula je 1912. godine u 90-oj godini.
Njen dom u Glen Ehou, u Merilendu, postao je Nacionalno istorijsko mesto 1975. godine, prvo posvećeno dostignućima žene.
