Ailədəki 5 uşaqdan böyüyü olan Klaudio 1567-ci ildə İtaliyanın Kremona şəhərində həkim-cərrah Baltazar Monteverdinin ailəsində dünyaya gəlmişdir. Uşaq yaşlarından etibarən Kremona kafedral kilsəsində Mark Antonio İncenyerinin yanında musiqi təhsili almışdır. 1580-ci illərin sonlarına doğru müasir üslubda dini və digər mövzulu əsərlərin yer aldığı musiqi kitabları nəşr etdirmişdir.

1591-ci ildən Mantuya hersoqu (1562–1612) sarayında müğənni və viola ifaçısı kimi xidmət etməyə başlamış, 1602–1612-ci illərdə isə kapelmeyster olmuşdur. 1599-cu ildə saray müğənnisi Klaudiya Kattaneya ilə evlənmiş və bu evliliyindən üç uşağı olmuşdur, lakin onlar doğulduqdan qısa müddət sonra vəfat etmişdilər. 1607-ci ildə isə Klaudiya özü də vəfat etdi.

Monteverdi, Florensiya operalarından təsirlənmişdi. İlk operası olan "La favola d'Orfeo"nu (Orfey əfsanəsi) 1607-ci ildə tamamladı. Hersoq 1612-ci ildə öldükdən sonra Monteverdi Venesiyada San-Marko kilsəsində kapelmeyster kimi işə başladı. Yazdığı bir sıra dini əsər ona bütün Avropada şöhrət gətirdi.

1637-ci ildə Venesiyanın ilk opera binasının açılmasından sonra Monteverdi opera bəstələmək sahəsində fəaliyyətini artırdı, lakin təəssüf ki, bu əsərlərdən sadəcə ikisi bugünədək gəlib çatmışdır — "Il ritorno d'Ulisse in patria" (Odisseyin vətənə qayıtması) və "l'Incoronazione di Poppea" (Poppeanın tacqoyması). Bu əsərlərdən ikincisi, onun şahəsəri hesab edilir.

Monteverdi, həyatı boyu Venesiya əhalisindən böyük rəğbət görmüş, məzarının yerləşdiyi Frarri kilsəsinə xatirə lövhəsi qoyulmuşdur.