קלרספלד נולדה בברלין בשם ביאטה אוגוסטה קינצל (Künzel) למשפחה גרמנית לא יהודית. היא למדה בגימנסיה, אולם בשנת הלימודים האחרונה עברה לבית ספר מקצועי ובסיומו החלה לעבוד כמזכירה. בשנת 1960 יצאה קלרספלד כמטפלת ("או-פר") לפריז. לאחר שהחליפה מקומות עבודה מספר פעמים, הועסקה כמזכירה בתנועת נוער גרמנית-צרפתית. בתפקידה זה פגשה את בעלה, סרז' קלרספלד, יהודי שאביו נרצח על ידי הנאצים במחנה ההשמדהאושוויץ, לו נישאה ב-1963. בשנת 1965 נולד להם בן.
לאחר שקורט גאורג קיזינגר, שהיה חבר במפלגה הנאצית, נבחר לקנצלר גרמניה, החלה קלרספלד לפעול לעורר את דעת הקהל בעולם נגדו. היא כתבה נגדו מאמרים בעיתון הצרפתי קומבה ובעקבות זאת פוטרה מעבודתה.[1] באפריל 1968 קראה לקורט גאורג קיזינגר מן היציע בבונדסטאג בבון, "נאצי, התפטר!" והורחקה מן האולם.[2] ב-7 בנובמבר 1968, בוועידת מפלגת האיחוד הנוצרי דמוקרטי (CDU) בברלין, עלתה קלרספלד על הבמה, סטרה לקיזינגר תוך שהיא קוראת "נאצי, נאצי!". היא הועמדה לדין בהליך מזורז, ונדונה לשנת מאסר,[3] אך באוגוסט 1969 הומתק עונשה לארבעה חודשי מאסר על תנאי.[4] בספטמבר 1969 התמודדה בבחירות לבונדסטאג במחוז הבחירה של קיזינגר, אולם זכתה ל-5 קולות בלבד.[5]
באוגוסט 1970 קשרה עצמה קלרספלד בכיכר בוורשה בשלשלאות לעץ, וחילקה מנשרים שנועדו להצביע על האנטישמיות בפולין.[6] היא נעצרה וגורשה מפולין. בתחילת 1971 קיימה הפגנה דומה בפראג וגם ממנה גורשה.[7]
בשנת 1971 ניסתה קלרספלד, ביחד עם בעלה, לחטוף בכוח את הפושע הנאצי קורט לישקה, שהיה אחראי לגירושם של כ-76,000 איש מצרפת בתקופת השואה, כדי להביאו מגרמניה לצרפת ולהסגירו למערכת המשפט הצרפתית.[8] ביאטה קלרספלד נדונה בשל כך לחודשיים מאסר, אלא שבעקבות לחץ בינלאומי ומחאה ציבורית הומתק העונש למאסר על תנאי. פושע המלחמה לישקה נותר חופשי, ורק בשנת 1979 הועמד לדין.
בשנים 1984–1985 נסעה תוך סיכון עצמי לא מבוטל, לצ'ילה ולפרגוואי, שהיו אז דיקטטורות צבאיות, כדי לעורר שם תשומת לב לפושעי המלחמה הנאציים ולטר ראוף ויוזף מנגלה, שלפי הידוע הסתתרו במדינות אלה.
ביחד עם בעלה סרז' ועם אחרים, התחילה בשנת 1986 במערכה לחשיפת מעורבותו של קורט ולדהיים ברייך השלישי ולבידודו הבינלאומי כנשיא אוסטריה. באותה שנה שהתה קלרספלד במשך חודש במערב ביירות והציעה להחליף עצמה כנגד בני ערובהישראלים.
ב-4 ביולי1987 הועמד לדין קלאוס ברבי, שנלכד ביוזמתה. קלרספלד מחשיבה הישג זה לגדול הישגיה, לאחר שכבר בשנת 1972 גילתה את מקום מחבואו בבוליביה.
ביאטה וסרז' קלרספלד פרסמו ספר שהכיל את שמותיהם של 80,000 קורבנות יהודיים-צרפתיים של הנאצים. הם הצליחו להשיג את תמונותיהם של 11,400 ילדים יהודים, במטרה לתת לקורבנות זהות ופנים. חברת הרכבות הצרפתית SNCF בירכה על המיזם והציגה תערוכה נודדת בשם "ילדים יהודיים שגורשו מצרפת" במשך שלוש שנים ב-18 תחנות רכבת. חברת הרכבות הגרמנית דויטשה באן, יורשתה החוקית של הרייכסבאן מתקופת הרייך השלישי - שעל מסילות הברזל שלה הובלו הילדים אל המחנות - דחתה את התערוכה בנימוקי "ביטחון" והפנתה אותה למוזיאון התחבורה בנירנברג. יושב ראש דויטשה באן טען שהנושא "רציני מדי מכדי להגות בו תוך לעיסת לחמנייה על הרציף". שר התחבורה הגרמני וולפגנג טיפנזה, מאידך, התבטא לטובת עמדתם של בני הזוג קלרספלד.
בפברואר 2012 מונתה כמועמדת מטעם מפלגת די לינקה לבחירת נשיא גרמניה. זאת, בעקבות התפטרותו של כריסטיאן וולף וכמועמדת נגדית למועמד המוביל, יואכים גאוק.
לקלרספלד הוענק בישראל בשנת 1974 "עיטור האומץ של לוחמי הגטאות". נשיא צרפתפרנסואה מיטראן מינה אותה בשנת 1984 ל"אבירה בלגיון הכבוד". בגרמניה,
ב-15 בפברואר 2016 העניק השר אריה דרעי לקלרספלד אזרחות ישראלית בתמורה למפעל חייה בלכידת פושעי מלחמה נאצים.