Comédien de formation, Clément Hervieu-Léger entre à la Comédie-Française le 1er septembre 2005. Il se forme alors au répertoire classique et est remarqué pour ses talents d'interprétation. Il joue notamment :
- Oreste dans Andromaque de Jean Racine, mise en scène de Muriel Mayette,
- Azor dans La Dispute de Marivaux, mise en scène par Muriel Mayette,
- Xavier Lechat dans Les affaires sont les affaires d’Octave Mirbeau, mis en scène par Marc Paquien,
- Alcidas dans Le Mariage forcé de Molière, mis en scène par Pierre Pradinas,
- Bougrelas dans Ubu roi de Jarry, mis en scène par Jean-Pierre Vincent,
- Le Prologue, Spark et le page dans Fantasio, mis en scène par Denis Podalydès,
- Acaste dans Le Misanthrope de Molière mis en scène par Lukas Hemleb,
- Cébès dans Tête d’or de Claudel mise en scène par Anne Delbée,
- la Grenouille, le Tigre, l’Homme dans Fables de La Fontaine mis en scène par Robert Wilson,
- Valère dans Le Tartuffe de Molière mis en scène par Marcel Bozonnet,
- X dans Le Privilège des chemins de Pessoa mis en scène par Éric Génovèse,
- Sébastien dans La Nuit des rois de Shakespeare mise en scène par Andrzej Seweryn,
- le Journaliste dans Une visite inopportune de Copi mise en scène par Lukas Hemleb,
- le Clerc dans L’Avare de Molière mis en scène par Andrei Serban.
Clément Hervieu-Léger pousse l'expérience de comédien au-delà des planches puisqu'il apparaît à l'écran dans des séries télévisées (Madame Le Proviseur, P. J.), des téléfilms (La Caracole de Marco Pauly, Une Visite inopportune de Don Kent, et La reine des connes de Guillaume Nicloux), et dans des longs-métrages au cinéma (La Répétition de Catherine Corsini, Gabrielle de Patrice Chéreau).
Passionné d'opéra, Clément Hervieu-Léger assiste le metteur en scène Patrice Chéreau dans plusieurs productions, notamment Cosi fan tutte au Festival d'Aix-en-Provence en 2005, et Tristan et Isolde à La Scala de Milan en 2007. En 2011, il signe sa première mise en scène d'opéra avec la recréation de l'opéra de Francesco Cavalli, La Didone, au théâtre de Caen.
