Chloé Barreau va néixer d'una relació inusual: la d'un sacerdot catòlic i una infermera, les noces de la qual va provocar un escàndol a la França dels anys setanta. Ella va contar aquesta història d'amor prohibit en la seva primera pel·lícula, l’any 2012, La Faute à Mon Père, the scandal of Father Barreau (Camera Lluïda / France Télévisions).
Llicenciada en Literatura Moderna per la Universitat de la Sorbona de París, ha escrit i dirigit curtmetratges (Acqua Passata, amb Riccardo Scamarcio), especials de televisió (Anna M., amb Anna Mouglalis), docusèries (Blue is the colour, Raindance Festival), abans d'incorporar-se a la indústria televisiva com a productora creativa.
Ha treballat durant anys per a prestigioses marques (National Geographic, History Channel, Canal +), així com en pel·lícules i pòdcasts més personals: Stardust Memories (Carboluce, 2008 / Radi Rai 3, 2020), Malafemmina (Storytel, 2021).
Presentat en el Festival de Venècia, Fragments d'una biografia amorosa és el seu primer llargmetratge documental.