Клара Эйсснер родилась 5 июля 1857 г. в саксонском городе Видерау, в семье учителя. Образование получала в частном педагогическом учебном заведении в Лейпциге, где сблизилась с кружком русских революционных студентов-эмигрантов, в числе которых был и её будущий муж Осип Цеткин. Участвуя в рабочем и женском движении с 1874 года, в 1878 г. она вступила в Социалистическую рабочую партию (Sozialistische Arbeiterpartei, SAP), образовавшуюся в 1875 году посредством объединения ADAV Фердинанда Лассаля и SDAP Августа Бебеля и Вильгельма Либкнехта. С 1890 г. партия носила название Социал-демократической партии Германии.
После введения Отто фон Бисмарком Исключительного закона против социалистов (1881) Клара Цеткин была вынуждена покинуть Германию и выехать сначала в Цюрих, а после посещения Австрии и Италии в 1882 - в Париж. Она сыграла важную роль в основании Второго Интернационала и подготовила для его Учредительного конгресса речь о роли женщин в революционной борьбе. В это же время она вышла за Осипа Цеткина, ставшего отцом двух её детей и умершего в 1889 г., и сменила девичью фамилию Эйсснер.
На родину Клара Цеткин смогла вернуться только после отмены Исключительного закона в 1890 г. Как и её близкая подруга Роза Люксембург, она представляла левое крыло СДПГ и активно разоблачала политическую позицию сторонников реформистских взглядов Эдуарда Бернштейна. Наряду с теоретическими дискуссиями Цеткин участвовала в борьбе женщин за равные права, в том числе за смягчение трудового законодательства для женщин и предоставление всеобщего избирательного права. Редактируя с 1891 по 1917 г. газету СДПГ для женщин "Равенство" (Die Gleichheit), она превратила социал-демократическое женское движение в Германии в одно из сильнейших в Европе. В 1907 г. она возглавила созданное при СДПГ женское отделение.
27 августа 1910 на Второй Международной социалистической женской конференции, проходившей в Копенгагене в рамках Восьмого конгресса Второго Интернационала, Цеткин выступила с инициативой учреждения международного дня борьбы за права женщин, который позже был приурочен к годовщине демонстрации работниц нью-йоркских предприятий текстильной промышленности 8 марта 1857.
Во время Первой мировой войны Клара Цеткин вместе с Карлом Либкнехтом, Розой Люксембург и другими представителями радикального крыла Социал-демократической партии Германии осудила оппортунизм руководства партии, в рамках стратегии "гражданского мира" проголосовавшего за предоставление военных кредитов и таким образом ставшего на позиции социал-шовинизма. Она хорошо понимала, что такое шовинизм. Цеткин была одним из организаторов антивоенной конференции в Берлине в 1915 и неоднократно подвергалась аресту за свои выступления против империалистической войны.
В начале 1916 г. Цеткин в числе левого и центристского крыла СДПГ, обличавших войну и примирение с кайзеровским правительством, приняла участие в основании Независимой социал-демократической партии Германии, вышедшей из состава материнской партии в 1917 г. в качестве протеста против её социал-шовинизма. В рамках НСДПГ Цеткин входила в состав "Союза Спартака", на базе которого 31 декабря 1918 - 1 января 1919 была основана Коммунистическая партия Германии. Цеткин была хорошо знакома с Владимиром Ильичом Лениным и Надеждой Константиновной Крупской; в 1920 она в первый раз посетила Советскую Россию и взяла у вождя большевиков интервью для "Женского вопроса".
В 1920-1933 гг., на протяжении всего существования Веймарской республики, немецкая революционерка представляла Компартию в Рейхстаге. В 1919-1924 и 1927-1929 гг. она входила в состав ЦК КПГ. Параллельно она была занята в Исполнительном комитете Коминтерна (1921-1933), возглавляла его Международный женский секретариат, а также созданную в 1922 Международную организацию помощи борцам революции. Она принимала участие в нескольких конгрессах Коммунистического Интернационала (начиная со 2-го конгресса).
Начиная с момента их возникновения, Клара Цеткин осуждала фашизм и НСДАП. В 1932 г., председательствуя в |Рейхстаге по старшинству, она выступила с воззванием противостоять нацизму всеми средствами. После поджога Рейхстага и прихода к власти Гитлера левые партии в Германии были запрещены, и Цеткин в последний раз отправилась в изгнание, на этот раз - в Советский Союз.
Цеткин скончалась 20 июня 1933 г. в Архангельском близ Москвы. Она все время вспоминала о Розе Люксембург, но речь давалась ей с трудом, и последнее её слово было: "Роза…". После смерти в 1933 г. была кремирована, прах помещён в урне в Кремлёвской стене на Красной площади в Москве.
Её портрет был помещен на выпущенную в 1971 в ГДР банкноту достоинством 10 марок ГДР.