Chloë Moretz werd geboren in Atlanta, de hoofdstad van de Amerikaanse staat Georgia. Haar vader is een plastische chirurg en haar moeder is verpleegster. Toen haar broer Trevor Duke begon te acteren, werd Moretz ook geïnteresseerd in een acteercarrière.
Haar eerste rol was in de TV-serie The Guardian. Op het witte doek verscheen ze voor het eerst in 2005, in de film Heart of the Beholder. Dat jaar was ze ook te zien in de horrorfilm The Amityville Horror. Een jaar later speelde ze een dochter van één van de hoofdpersonages in de komedie Big Momma's House 2.
Op televisie had ze ondertussen nog enkele gastrollen. Zo was te zien in afleveringen van My Name Is Earl en Desperate Housewives.
In 2010 brak ze volledig door met haar belangrijke rol in de actiefilm Kick-Ass. De toen 12-jarige Moretz speelde Hit Girl, een gewelddadig en complex personage. Ze kreeg voor haar vertolking erg goede commentaren. Binnenkort zal te zien zijn in Hugo Cabret van regisseur Martin Scorsese.
Moretz is ook erg geïnteresseerd in mode.
