Originaire de la Drôme, Chloé Ploton commence le théâtre à la Comédie de Valence, dans les ateliers de Christian Giriat et de Caroline Guila N’Guyen. En parallèle de sa licence d’études théâtrales à l’université Sorbonne Nouvelle à Paris, elle intègre le conservatoire d’arrondissement Francis Poulenc sous la direction d’Eric Jakobiak, et y croise l’enseignement d’Agnès Adam et de Flore Lefebvre des Noëttes. Elle y suit un double cursus d’Art dramatique et Chant Musiques actuelles avec Laurent Mercou et Pierre Michel Sivadier.
En 2017 elle entre au Conservatoire National Supérieur d’Art dramatique où elle suivra les cours de Gilles David, Yvo Mentens, Nada Strancar, Alain Zaeppfel. Elle y encontrera au cours de divers ateliers le travail de Guillaume Vincent, Emmanuel Daumas, Isabelle Lafont, et TGSTAN.
En 2020 elle entre à l’Académie de la Comédie Française et travaille notamment auprès de Françoise Gillard, Gilles David et Éric Ruf. Les saisons dernières elle a interprété le rôle d’Hermione dans une mise en scène d’Andromaque de Léna Paugam et monté un spectacle de chansons Rivière(s) avec le clarinettiste Clément Caratini. Elle a joué dans Un certain penchant pour la cruauté, un texte de Muriel Gaudin, Ceux qui se sont évaporés mis en scène par Fabian Chappuis, et Canines de Lait un spectacle de Charlotte Lagrange, avec qui elle continuera de travailler la saison prochaine pour sa nouvelle création Quand la ville se lève.
Elle joue actuellement le rôle de Yalda dans la pièce 4211KM au Théâtre Marigny.