Los textos de San Gregorio de Tours suponen la principal fuente de información sobre esta reina rodeada de historias legendarias. Su santificación por la iglesia católica reforzó los relatos hagiográficos no siempre fieles al cien por cien a la realidad. De todos modos, existen algunos escasos datos de su biografía que se aceptan como válidos. Clotilde habría nacido el Lyon en el año 475 d.C. Era hija del rey Chilperico II de Burgundia, quien fue asesinado junto a su esposa por su propio hermano Gundebaldo para hacerse con el poder. Clotilde fue rescatada de la tiranía de su tío por el rey franco Clodoveo I quien la desposó en el año 492.
En un principio, la diferencia de credo no fue un obstáculo para ellos. Clodoveo era pagano y Clotilde cristiana católica pero ninguno intentó convencer al otro. Solamente Clotilde pidió que sus hijos fueran bautizados, a lo que Clodoveo aceptó.
En el año 496 d.C. tuvo lugar la batalla de Tolbiac, un enfrentamiento entre francos y alamanes que puso en serio peligro a los primeros. Ante la dificultad que conllevaba la batalla, Clodoveo pidió a Clotilde que rezara a su Dios para proteger a su ejército. Si ganaban la batalla, se comprometía a convertirse a la fe de su esposa.
Cuando en el 511 fallecía el rey Clodoveo I. Desde entonces y hasta su muerte, Clotilde sufrió las continuas luchas de sus hijos por asumir el poder. Según la leyenda, Clotilde estuvo toda una noche rezando para que dos de sus hijos, Clotario y Childeberto, no se enfrentaran al día siguiente. Una tormenta inesperada y violenta imposibilitó la lucha y los hermanos se reconciliarion. Serían estos dos hijos los que llevarían el féretro de su madre junto a los restos mortales de su padre cuando Clotilde falleció en el año 545.
Clotilde, amada por sus súbditos por su piedad y sus obras de caridad, fue elevada a los altares y su festividad se fijó el 3 de junio.