Claudia Köhler studierte Biologie an der Universität Halle, promovierte 1999 an der Universität Freiburg und arbeitete als Postdoktorandin an der Universität Zürich, bevor sie 2005 als Assistenzprofessorin an die ETH Zürich ging. Seit 2010 ist sie ordentliche Professorin an der Schwedischen Universität für Landwirtschaft in Uppsala. Sie ist gewähltes Mitglied der Schwedischen Königlichen Wissenschaftsakademie, der Europäischen Molekularbiologieorganisation (EMBO) und Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften, Leopoldina. Seit Februar 2021 leitet Claudia Köhler die Abteilung II am Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam-Golm.