Clausius được sinh ra tại Köslin (nay là Koszalin) một tỉnh của Pomerania. Ông bắt đầu con đường học vấn tại một ngôi trường của cha ông. Sau đó vài năm, Clausius đến trường Gymnasium tại Stettin (nay là Szczecin). Clausius tốt nghiệp đại học Berlin năm 1844, nơi mà ông học toán và vật lý với Heinrich Magnus, Johann Dirichlet và Jakob Steiner. Ông cũng học lịch sử với Leopold von Ranke. Suốt năm 1847, Ông nhận học vị tiến sĩ tại Đại học Halle nhờ hiệu ứng quang học của khí quyển Trái Đất. Sau đó ông là giáo sư vật lý tại Trường pháo binh hoàng gia, Trường cơ khí tại Berlin và là giảng viên tại Đại Học Berlin. Năm 1855, ông trở thành giáo sư tại ETH Zürich, viện công nghệ liên bang Thuỵ sỹ tại Zürich, nơi ông làm việc cho đến năm 1867. Trong suốt những năm đó, Clausius chuyển đến Đại học Würzburg và hai năm sau, năm 1869 đến Bonn.

Năm 1870 Clausius tổ chức một đoàn xe cứu thương trong chiến tranh Pháp-Phổ. Ông bị thương trong một trận đánh và bị tàn phế lâu dài. Ông được tặng Huân chương Thập tự Sắt vì những cống hiến của mình cho phía Đức trong cuộc chiến tranh.

Vợ ông, Adelheid Rimpham, chết trong khi sinh con năm 1875, bỏ lại ông với sáu đứa con. Ông tiếp tục giảng dạy nhưng có ít thời gian nghiên cứu hơn.

Năm 1886, Clausius tái hôn với Sophie Stack và họ có một đứa con khác.

Hai năm sau, vào ngày 24 tháng 8 năm 1888, ông qua đời tại Bonn, Đức.