Klein entró en la industria del cine para adultos en 2005, a los 18 años de edad.

Su carrera como actriz retornó con fuerza en 2013, cuando grabó la película Cayenne Loves Rocco con Rocco Siffredi para Evil Angel.

[2]​ Esta película ganó en 2014 el Premio XBIZ a la Producción europea del año.

En esa misma edición, Cayenne Klein ganó el premio a la Artista femenina extranjera del año.

[3]​ Ha rodado más de 270 películas como actriz.