Sice se Pom Klementieff, která je korejského a francouzsko-ruského původu, narodila v kanadském Quebecu, ale vyrůstala ve Francii. S herectvím začala v 19 letech na dramatické škole Cours Florent v Paříži. Později se přestěhovala do Los Angeles, kde se naplno rozjela svou kariéru.
Nejprve se Pom Klementieff objevila ve francouzských filmech Loup (2009) nebo Bezesná noc (2011). Zlom v její herecké dráze přinesla role Mantis ve filmu Marvel Cinematic Universe (MCU), kde debutovala ve sci-fi Strážci Galaxie Vol. 2 (2017). Její výkon v roli empatické a nevinné Mantis nadchl kritiky i diváky i ve Strážcích Galaxie Vol. 3 (2023).
Herecký talent Pom Klementieff přesahuje žánr superhrdinek, což dokazují její výkony ve sci-fi thrilleru Oldboy (2013) či v dramatu Ingrid Goes West (2017).
Po boku Toma Cruise dostala Pom Klementieff výraznou roli v akčních thrillerech Mission: Impossible Odplata - První část (Mission: Impossible - Dead Reckoning Part One) z roku 2023 a Mission: Impossible Odplata - Druhá část (Mission: Impossible - Dead Reckoning Part Two).
Kromě své herecké kariéry je Pom Klementieff také obhájkyní různých sociálních či ekologických témat a za podporu pozitivních změn.