La mezzo-soprano Clémentine Margaine naît en 1984 à Narbonne. Elle débute l’apprentissage du piano en 2000 au Conservatoire de Perpignan avant d’entrer au Conservatoire de Montpellier. En parallèle, elle commence à prendre des cours de chant et intègre le Conservatoire national supérieur de musique et de danse de Paris dont elle sort diplômée en 2007 avec une mention très bien. En 2009, elle est élue révélation classique ADAMI et débute sa carrière en 2010 en Rosette dans Manon de Massenet à l’Opéra de Vichy.

En 2011, Clémentine Margaine se fait connaître du grand public en étant consacrée « Révélation lyrique » aux Victoires de la Musique classique. Cette année-là, elle chante Mercédès dans Carmen à Nancy et la Troisième Dame dans La Flûte enchantée en Avignon. Elle intègre alors la troupe de l’Opéra allemand de Berlin. Elle y chante du Wagner : Grimgerde dans La Walkyrie et Flosshilde dans Le Crépuscule des dieux. Elle prend surtout le rôle-titre de Carmen, qui lui ouvrira les portes de nombreuses maisons d'opéra. En 2012, elle prend le rôle de Phèdre dans Hippolyte et Aricie de Rameau au Festival de Beaune où elle revient l’année suivante pour le rôle-titre féminin d’Orphée et Eurydice de Gluck. De retour à l’Opéra allemand de Berlin, elle prend le rôle de Maddalena dans Rigoletto de Verdi, ainsi que ceux d’Anna (la sœur de Didon) dans Les Troyens et de Marguerite dans La Damnation de Faust. En 2014, Clémentine Margaine participe pour la première fois au Festival de Radio France en Phébée dans Castor et Pollux de Rameau et débute à Munich dans Carmen. 

En 2015, sa carrière internationale s’envole : elle prend le rôle de Charlotte dans Werther de Massenet au Théâtre Colon de Buenos Aires ainsi que le rôle-titre de La Favorite de Donizetti au Centre Caramoor de New-York. Cette année-là, elle revient à l'Opéra allemand de Berlin avec le rôle-titre féminin de Samson et Dalila de Saint-Saëns, avant de débuter au Grand Théâtre de Genève dans le rôle de Didon dans Les Troyens et à Bilbao dans le rôle de Sara dans Roberto Devereux de Donizetti. En parallèle, son rôle de Carmen lui ouvre les portes de Washington, du Théâtre San Carlo de Naples, de la Compagnie nationale d’opéra du Canada ainsi que de Sydney. Elle prend également le rôle de Concepcion dans L'Heure espagnole de Ravel à Cologne. Par la suite, elle est Dulcinée dans Don Quichotte de Massenet pour ses débuts à Chicago. Carmen revient dans son répertoire en 2017 pour ses premiers pas au Met ainsi qu'à l'Opéra de Paris et de Dresde. La même année, elle se rend à l'Opéra allemand de Berlin pour y chanter Fidès dans Le Prophète de Meyerbeer. En 2018, elle est Amneris dans Aïda à Sydney puis débute au Liceu dans La Favorite et à l'Opéra d'Etat de Vienne avec Carmen. En 2021, elle prend le rôle d'Adalgisa dans Norma à Madrid et celui d'Azucena dans Le Trouvère à Rome.

En 2021/2022, Clémentine Margaine retrouvera l'Opéra de Paris en Sphinge dans Oedipe d'Enescu en septembre et chantera Carmen à Vienne en novembre.