Las inclinaciones artísticas de Clémentine-Hélène Dufau se manifestaron desde muy joven. Condenada por la enfermedad a la ociosidad, decidió hacer dibujos y aprovechar el tiempo que pasaba tumbada. Su talento demostró ser tan bueno que pudo emprender estudios de arte en cuanto se aseguró de que sus hermanas se casaran y no pudiera ser una carga económica para sus padres. En 1893, a la edad de 24 años, la pintora debutó con el cuadro "Ricochets" en el Salón de París, donde expuso regularmente a partir de entonces. En el cuadro, mostraba a unos niños jugando junto al agua con una pincelada segura y dejaba entrever su potencial posterior mediante una hábil mezcla de impresionismo y realismo. En 1898, una beca de 4.000 francos le permitió realizar un viaje por España, Bélgica y los Países Bajos, que disfrutó durante todo un año y que la condujo al lenguaje formal del Art Nouveau. Como muchos pintores del Art Nouveau, diseñó con entusiasmo tarjetas postales para la Exposición Universal de París, que tuvo lugar en 1900.

En los años siguientes, fue una de las principales pintoras de la capital francesa. En 1905, por ejemplo, se le encargó la decoración de la Salle des Autorités de la Sorbona, que pintó con alegorías de los campos de la astronomía y las matemáticas, con alegorías de la zoología y la geología, y con los apasionantes temas de la radiactividad y el magnetismo. Entre 1906 y 1912, decoró la villa privada Arnaga del poeta Edmond Rostand, que se hizo famoso en 1897 con Cyrano de Bergerac, en la localidad de Cambo-les-Bains, al sur de Francia, con retratos de personalidades de gran formato, entre otras cosas. Fue aquí donde Dufau entró en contacto con el hijo menor de Edmond, Maurice, al que, aunque aún no era mayor de edad y tenía una orientación homosexual, adoraba apasionadamente después de que la muerte de su propia madre le provocara una fuerte depresión. A pesar de estos problemas privados, Dufau también se dio a conocer internacionalmente y participó, por ejemplo, en la X. En 1909, por ejemplo, participó en la X. Exposición Internacional de Arte en el Palacio Real de Cristal de Múnich y en la exposición Kunst der Frau (Arte de las mujeres), organizada por la Secesión de Viena. En 1909 fue incluso nombrada Caballero de la Legión de Honor. Durante la Primera Guerra Mundial, que fue una experiencia drástica para muchos artistas, Dufau creó carteles de propaganda en nombre del Estado. En 1930, cofundó la Société des Femmes Artistes Modernes (FAM), que daba cobijo a mujeres artistas de diversos orígenes y edades.

Cuando murió empobrecida de cáncer de estómago en 1937 y fue enterrada en un cementerio parisino para pobres, su obra ya había caído en el olvido. Nacida en 1869, vivió una amplia gama de movimientos artísticos. Desde el Impresionismo y el Realismo, pasando por el estilo pictórico decorativo del Art Nouveau, las llamativas ilustraciones en el contexto de la Primera Guerra Mundial, hasta el inicio del Modernismo Clásico. Como a muchos artistas del periodo de entreguerras, se le negó su gran avance. No fue hasta la década de 1990 que su obra fue redescubierta y desde entonces ha sido debidamente apreciada.