Детство Отец Хлои Морец работает пластическим хирургом, а мать — медсестрой. У Хлои четверо старших братьев, один из которых, Тревор, тоже актер. В 2002 году Хлоя Морец вместе с матерью и братом переехала в Нью-Йорк, когда Тревора приняли в Профессиональную школу исполнительных искусств. Именно тогда маленькая Хлоя заинтересовалась актерской карьерой. Оставшиеся члены семьи позже переехали в Лос-Анджелес, куда направилась и юная актриса. Звездный путь Голливуд узнал Хлою Морец благодаря роли Виолетты в сериале «Защитник», а также роли Молли в 2005 году в фильме «Сердце Бехолдера». За ними последовали предложения о съемках в сериалах и кинофильмах, среди которых был совместный проект со Стивеном Сигалом «Сегодня ты умрешь». До 2010 года Хлоя снималась в эпизодических ролях в сериалах «Меня зовут Эрл» и «Отчаянные домохозяйки», а также появилась в фильме «Дом большой мамочки — 2». Успех и мировую известность Хлое Морец принесла роль Минди в фильме «Пипец». Всем зрителям запомнилась маленькая девочка, превращающаяся в безжалостную убийцу. Благодаря работе над этой картиной Хлоя познакомилась со многими известными деятелями киноиндустрии, в числе которых был и Николас Кейдж. Также Хлоя прошла подготовку и научилась выполнять трюки, что помогло ей во время съемок.