Après avoir pris des cours d'art dramatique, Claire Guyot commence sa carrière en jouant au théâtre puis en devenant assistante-monteuse sur La Lectrice (1988) de Michel Deville ou La Reine blanche (1991) de Jean-Loup Hubert.

Grâce à Jacqueline Porel, elle entre dans le milieu du doublage dès le début des années 1990. Elle est une des premières voix françaises de Winona Ryder (Edward aux mains d'argent, Dracula). Écartée un temps à la suite de la grève des comédiens de doublage de 1995, elle retrouve la comédienne grâce à Jean-Pierre Jeunet qui la choisit en 1997 pour doubler Alien, la résurrection. Elle devient entre temps la voix attitrée de Teri Hatcher à partir des séries Loïs et Clark (1994) et Desperate Housewives (2004) mais c'est en doublant Sarah Michelle Gellar dans la série télévisée Buffy contre les vampires (puis dans ses films Scream 2, Sexe intentions, etc., ainsi que dans les publicités pour les cosmétiques Gemey), que Claire Guyot accède à la notoriété.

Régulièrement mise à contribution en tant que chanteuse (notamment sur le premier doublage français de La Petite Sirène ou sur le redoublage de la voix de Shanti dans Le Livre de la jungle en remplacement de Lucie Dolène), Claire Guyot prend des cours de technique vocale avec Sarah Sanders au début des années 2000. C'est cette dernière qui met en scène le spectacle Enfin seule hélas…, qu'elle interprète aux côtés d'Éric Miller et dont la musique est en partie composée par Emmanuel Moire (album sorti en 2006).

Fin 2007, elle est l'invitée de l'émission Le Grand Journal animée par Michel Denisot sur Canal+ avec les quatre autres comédiennes qui doublent la série Desperate Housewives, à l'occasion de la sortie du coffret DVD de la 2e saison.

Elle a sorti son premier album solo, Indiciblement, le 21 avril 2009.

Elle est également directrice artistique chargée du doublage de plusieurs séries télévisées comme Cold Case ou Méthode Zoé.

En 2010 et 2011, elle interprète le rôle de Donna dans la comédie musicale Mamma Mia !.