Desde 2003 hasta 2007, Klingbeil fue el líder adjunto de los Jusos, el ala juvenil del SPD.
Después de hacer su Abitur en Munster y completar su servicio civil alternativo, en 1999 Klingbeil comenzó a estudiar ciencias políticas en la Universidad de Hannover, se graduó en 2004 con una maestría.
Logró ingresar al Bundestag como diputado por la lista de Baja Sajonia.
También dirigió el grupo de trabajo sobre política digital, junto con Helge Braun y Dorothee Bär.
En diciembre de 2021, Klingbeil fue elegido copresidente del SPD junto a Saskia Esken.