Pom Klementieff, 3 Mayıs 1986 tarihinde Quebec City, Kanada'da dünyaya geldi. Annesi Koreli Yu Ri Park, babası ise Rus-Fransız diplomat Alexis Klementieff'tir.  Fransız vatandaşı olarak büyüyen Klementieff, babasının işi nedeniyle çocukluğunu Japonya ve Fildişi Sahili gibi farklı ülkelerde geçirdi. Babasının kanserden vefat etmesi sonrası zor bir çocukluk geçiren Klementieff, hukuk eğitimi aldıktan sonra tiyatroya yöneldi. Paris'te Cours Florent drama okulunda oyunculuk eğitimine başladı ve burada kazandığı bir yarışma sayesinde iki yıl boyunca ücretsiz ders aldı. Pom Klementieff'in profesyonel oyunculuk kariyeri 2007 yılında Fransız yapımı “Après lui” filmi ile başladı. 2009 yılında, Sibirya'da bir ren geyiği çobanı kabilesini konu alan Loup adlı filmdeki başrolüyle dikkatleri üzerine çekti. Bu film için zorlu doğa koşullarında çekim yaparak gerçek kurtlarla çalıştı ve kamp yaşamına adapte oldu. Klementieff, 2013 yılında Spike Lee'nin Oldboy filminin Amerikan versiyonunda rol alarak Hollywood'da esaslı çıkışını yaptı. Bu filmde, canlandırdığı ‘villain’ Haeng-Bok karakterinin dövüş sahneleri için boks dersleri aldı ve Josh Brolin ile karşılıklı oynadı. Oldboy (2013) sonrası Los Angeles'a taşınarak Hollywood'da kariyerini sürdüren Pom Klementieff, 2017 yılında Marvel Sinematik Evreni'ne katılarak Guardians of the Galaxy Vol. 2 filminde Mantis karakterini canlandırdı. Bu rolüyle dünya çapında tanınan bir isim haline geldi ve ardından Avengers: Infinity War (2018), Avengers: Endgame (2019), Thor: Aşk ve Gök Gürültüsü (2022) gibi büyük bütçeli filmlerde yer alarak Mantis karakterine hayat verdi. 2020'lerde de hız kesmeden oyunculuk kariyerine devam eden Klementieff HBO'nun bilim kurgu dizisi Westworld'de yer aldı ve 2023 yılında “Guardians of the Galaxy Vol. 3” devam filminde Mantis rolünü yeniden canlandırdı. Aynı yıl, “Mission: Impossible - Ölümcül Hesaplaşma Birinci Bölüm” filminde Paris adında bir suikastçıyı canlandırarak aksiyon türünde de kendini kanıtladı. Klementieff, bu karakteri serinin devam yapımı olan Mission: Impossible - Dead Reckoning Part Two adlı filmde de sırtladı. Ayrıca yönetmenliğini J.J. Perry’nin üstlendiği The Killer's Game (2024) filminde Marianna karakteri ile kamera karşısına geçti.