Pe micile ecrane, a jucat rolul Sofie în Carnivàle (2003–2005), Audrey Hanson în Heroes (2006–2007), Wendy Peyser în American Horror Story: Asylum (2012–2013), Emma Borden în The Lizzie Borden Chronicles (2015), Lara Cruz în Better Call Saul (2015–2017), Marjorie în Veep (2016–2019) și Sylvia în The Handmaid's Tale (2018–2022).
În 2016, DuVall și-a făcut debutul în regia de lungmetraj cu The Intervention, pe care l-a scris și co-produs. Următorul său proiect ca regizoare a fost Happiest Season în 2020.
DuVall s-a născut în Los Angeles, California. Tatăl ei, Steph DuVall, este de asemenea actor. Prenumele ei provine din romanul Clea de Lawrence Durrell. A lucrat odată într-o cafenea și a studiat la Liceul de Arte din Los Angeles County.