مورتس در آتلانتا، جرجیا زاده شد. پدرش یک جراح پلاستیک و مادرش یک سرپرستار است[۱][۲] و دارای چهار برادر بزرگتر از خود است: برندون، تروور، کالین و ایتان.[۲] وی کارهایش در هالیوود را هنگامی آغاز کرد که خانواده‌اش به لس آنجلس در سال ۲۰۰۳ نقل مکان نمودند. او در نقش وایولت در دو قسمت مجموعه تلویزیونی مجموعه تلویزیونی گاردین و به عنوان اولین کار خود در فیلم «قلب ناظر» ظاهر شد.[۳][۴] هنوز به دومین نقش بزرگ او در فیلم وحشت در آمیتی‌ویل نرسیده بود که نامزد دریافت جایزه هنرمند جوان برای اجرای بهترین نقش کودک شد.[۵]
بعد از آمیتی‌ویل، بازی او تحت تأثیر کارهای بزرگتری قرار گرفت و به‌طوری پیشرفت نمود که در چندین برنامه‌های تلویزیونی به عنوان مهمان ظاهر شد و نقشی را در فیلم خانه مامان گنده ۲ بازی کرد. همراه با بازی او در چندین سریال‌های سرشناس مانند نقش «کندی ستوکر» در نام من ارل است و «شری مالتبی» در کدبانوهای وامانده او در نسخه آمریکایی انیمیشن دوستان من تیگر و پو به صداپردازی کاراکتر نقش دوم انیمیشن داربی پرداخت. پس از نخستین نمایش فیلمش وحشت در آمیتی‌وی، او در چندین نمایش فیلم‌های دیگر به صورت مهمان ظاهر شد. کلویی علاقه خاصی به فشن دارد و اغلب لباس‌هایی مطابق با سلیقه نوین خودش می‌پوشد.[۶]
در سال ۲۰۱۰، کلویی در نقش هیت گرل در فیلم کیک-اس به کارگردانی متیو وان و با تهیه‌کنندگی برد پیت ظاهر شد که توانست توجه تمامی صاحب‌نظران را به خود جلب کرده و انتقادهای مثبت فراوانی دریافت کرد. این فیلم اقتباسی از کتابی کمیک منتشر شده در سال ۱۹۹۹ توسط مارک میلار و جان رومیتا است. او در سال ۲۰۱۰ در نقش ابی، دختربچه خون‌آشام ۱۲ ساله[۷] در فیلم بگذار وارد شوم، نسخه بازسازی آمریکایی فیلم سوئدی آدم درست را راه بده ظاهر شد.[۸] در ۳۰ مارس ۲۰۱۰ کلویی در نقش"Little Ann" در فیلم ترسناک "The Fields" ظاهر شد.[۹]
