Elle débute en 1938 dans Pietro Micca (film), réalisé par Aldo Vergano.
Dans une courte scène de La cena delle beffe, un film de 1942, Clara Calamai montre sa poitrine, chose qui n'était alors jamais arrivé dans un film italien. Beaucoup de gens allèrent voir le film juste pour voir la scène.
Mais son rôle le plus mémorable, elle le tint en 1943 dans
Les amants diaboliques de
Luchino Visconti.
Elle travailla encore avec Visconti dans Nuits blanches (1957) où elle joue le rôle d'une prostituée, ainsi que dans Le streghe (1967).
Après quelques années de retraite, elle revient sur les écrans en 1975 dans le film policier Les Frissons de l'angoisse, réalisé par
Dario Argento.
Après avoir été mariée à l'explorateur et réalisateur de documentaires Leonardo Bonzi, elle partagea sa vie avec le commandant Valerio Andreoli.