Se conoce poco sobre sus primeros años; por ejemplo la fecha exacta de su nacimiento no es muy segura y puede oscilar entre 1537 o 1538.

Fue alumno en la Universidad de Coímbra en Portugal y fue allí donde conoció al famoso matemático portugués Pedro Nunes (Petrus Nonius) como profesor.

Tras esta estancia fue a Italia y estudió teología en el Colegio Romano Jesuita en Roma.

Contribuyó a una solución que finalmente se adoptó en 1582 en los países católicos por orden del Papa Gregorio XIII y que hoy en día se emplea en la mayoría del mundo y es conocido como Calendario Gregoriano.

Cuando apareció esta resistencia Clavio escribió su famosa epístola Novi calendarii romani apologia (Apología del nuevo calendario romano, 1595) en la que justificaba el uso de este nuevo calendario defendiéndose así de los ataques.

Cuando Galileo comenzó con sus observaciones astronómicas mediante su telescopio Clavio ya era bastante mayor, pero aún seguía estando activo.