Chloë Grace Moretz a entamé sa carrière dans le spectacle à l’âge de 5 ans à New York, dans des campagnes de pub presse et télévisées. À 6 ans, elle s’installait à Los Angeles et faisait ses débuts au théâtre. Elle a rapidement obtenu un rôle régulier dans la série « Le Protecteur » avec Simon Baker. Elle a fait ses débuts sur le grand écran dans le film indépendant HEART OF THE BEHOLDER de Ken Tipton, puis a décroché un rôle principal dans le remake d’AMITYVILLE produit par Michael Bay et réalisé par Andrew Douglas, et a été plébiscitée pour son interprétation. Elle a joué ensuite dans BIG MAMMA 2 de John Whitesell avec Martin Lawrence, a tenu un rôle principal dans THE CHILDREN, tourné à Sofia, en Bulgarie, et a joué dans le film indépendant THE THIRD NAIL de Kevin Lewis et dans THE EYE, film d’horreur de David Moreau et Xavier Palud avec Jessica Alba.

On l’a vue par la suite dans la comédie romantique (500) JOURS ENSEMBLE de Marc Webb, avec Joseph Gordon-Levitt et Zooey Deschanel, présentée au Festival de Sundance 2009, et dans le thriller psychologique NOT FORGOTTEN de Dror Soref, avec Paz Vega et Simon Baker.Chloë Grace Moretz a partagé l’affiche de la comédie d’action KICK-ASS avec Aaron Johnson, Christopher Mintz-Plasse et Nicolas Cage, adaptation du comic de Mark Millar dans laquelle elle jouait Hit Girl. Teen Vogue a distingué Chloë Grace Moretz comme l’un des futurs grands noms du cinéma. Elle a joué également dans JOURNAL D’UN DÉGONFLÉ de Thor Freudenthal, d’après la série de livres pour enfants de Jeff Kinney. Elle y incarne une élève tout de noir vêtue bien plus intelligente que ses congénères. On l’a vue depuis dans LAISSE-MOI ENTRER, un film écrit et réalisé par Matt Reeves d’après un conte de vampires suédois, l’histoire d’un jeune garçon maltraité par ses camarades qui trouve l’affection et le moyen de se venger auprès d’Abby, une jeune vampire.