Cleo von Adelsheim wurde 1987 in Bern geboren. Ihre Eltern sind der deutsche Kameramann und Videokünstler Louis von Adelsheim und die Chilenin Lillian-Elena Baettig-Rodriguez. Cleo von Adelsheim ist in Chile aufgewachsen. In Santiago de Chile ging sie auf eine englischsprachige Schule, später besuchte sie das Internat Salem. Im englischen Internat Hurtwood House machte sie ihr Abitur, danach studierte sie International Communications and Journalism an der American University of Paris. Am Centro de Cinematografia de Catalunya in Barcelona schloss sie 2013 ihr Schauspieldiplom ab.[2]