Clémentine-Hélène Dufaus kunstneriske tilbøjeligheder blev tydelige allerede i en ung alder. Da hun på grund af sygdom var dømt til at være ledig, besluttede hun sig for at tegne og udnytte sin tvungne liggetid til at lave tegninger. Hendes talent viste sig at være så godt, at hun kunne begynde at studere kunst, så snart det var sikret, at hendes søstre var gift, og hun ikke kunne være en økonomisk byrde for sine forældre. I 1893, som 24-årig, debuterede maleren med maleriet "Ricochets" på Paris-salonen, hvor hun fra da af udstillede regelmæssigt. På maleriet viste hun børn, der legede ved vandet med et selvsikkert penselstrøg og antydede sit senere potentiale gennem en dygtig blanding af impressionisme og realisme. I 1898 fik hun et stipendium på 4.000 franc til at rejse gennem Spanien, Belgien og Holland, hvilket hun nød i et helt år, og som førte hende ind i Art Nouveau-formsproget. Som mange andre art nouveau-malere tegnede hun med stor entusiasme postkort til verdensudstillingen i Paris, som fandt sted i 1900.

I de følgende år var hun en af de førende malere i den franske hovedstad. I 1905 fik hun for eksempel til opgave at udsmykke Sorbonnes autoritetssal, som hun malede med allegorier fra astronomi og matematik, med allegorier fra zoologi og geologi og med spændende temaer som radioaktivitet og magnetisme. Mellem 1906 og 1912 udsmykkede hun bl.a. den private Villa Arnaga, som tilhørte digteren Edmond Rostand, der blev berømt i 1897 med Cyrano de Bergerac, i den sydfranske by Cambo-les-Bains, med portrætter af personligheder i storformat. Det var her, Dufau kom i kontakt med Edmonds yngste søn Maurice, som hun, selv om han endnu ikke var myndig og homoseksuelt orienteret, tilbedte lidenskabeligt, efter at hendes egen mors død havde udløst en alvorlig depression hos hende. På trods af disse private problemer blev Dufau også internationalt kendt og deltog bl.a. i X. I 1909 deltog hun f.eks. i den X. internationale kunstudstilling i det kongelige glaspalads i München og i udstillingen Kunst der Frau (Kunst af kvinder), som blev organiseret af Wiener Secession. I 1909 blev hun endda udnævnt til ridder af æreslegionen. Under Første Verdenskrig, som var en drastisk oplevelse for mange kunstnere, skabte Dufau propagandaplakater på vegne af staten. I 1930 var hun medstifter af Société des Femmes Artistes Modernes (FAM), som var et værested for kvindelige kunstnere af forskellige baggrunde og aldre.

Da hun døde forarmet af mavekræft i 1937 og blev begravet på en fattigkirkegård i Paris, var hendes arbejde allerede blevet glemt. Hun blev født i 1869 og gennemlevede en lang række forskellige kunstneriske bevægelser. Fra impressionismen og realismen over den dekorative malerstil i art nouveau og de markante illustrationer i forbindelse med Første Verdenskrig til begyndelsen af den klassiske modernisme. Som mange andre kunstnere i perioden mellem verdenskrigene blev hun nægtet sit store gennembrud. Det var først i 1990'erne, at hendes arbejde blev genopdaget og er siden blevet værdsat.