Nach dem Studium der Literatur und Kunstgeschichte an der École Normale Supérieure in ihrer Heimatstadt Paris zog Mariame Clément zunächst in die USA, dann nach Berlin, um über die persische Miniaturmalerei des Mittelalters zu promovieren. Dort hospitierte sie an der Staatsoper Unter den Linden und begann, an verschiedenen europäischen Häusern als Regieassistentin zu arbeiten.

2003 erhielt sie den 3. Preis beim Europäischen Opernregiepreis (Camerata Nuova/Opera Europa). Ihre erste Regie, Il Signor Bruschino/Gianni Schicchi, mit Bühne und Kostüm von Julia Hansen, führte sie 2004 nach Lausanne. Ihre zweite Produktion — Rossinis Il Viaggio a Reims in Bern, Oviedo und Tel-Aviv — wurde 2011 in Antwerpen unter der Leitung von Alberto Zedda wiederaufgenommen.

Seit ihrem Debut wirkte sie unter anderem in Athen (Le Comte Ory), Bern (La Traviata, Il Barbiere di Siviglia, La Bohème), Nancy (Rigoletto), Strasbourg (La Belle Hélène, Werther, Platée, Der Rosenkavalier, Die Zauberflöte, La Calisto), Antwerpen/Gent (Giasone, Agrippina, Rossinis Armida), am Theater an der Wien (Castor et Pollux und The Fairy Queen, beide Male unter der Leitung von Christophe Rousset), in Graz (Faust, Die Zauberflöte), in Dortmund (Le Nozze di Figaro), in Nürnberg (Platée, Le Nozze di Figaro, Il Ritorno d'Ulisse in Patria), in Glyndebourne (Don Pasquale, Poliuto), an der Opéra national de Paris (Hänsel und Gretel), in Essen (Le Grand Macabre, Salome), in Covent Garden (L'Étoile), am Théâtre des Champs-Élysées (Il Ritorno d'Ulisse in patria), in Santiago de Chile (Lulu), an der Semperoper Dresden (Die verkaufte Braut), bei den Bregenzer Festspielen (Don Quichotte), und in Sevilla (Agrippina).

2014 inszenierte sie in Toulouse die Uraufführung von Philippe Hurels Les Pigeons d'argile. 2016 war ihre Produktion von Wagners Liebesverbot an der Opéra national du Rhin die französische Uraufführung dieses Werks. 2018 inszenierte sie, auch in Strasbourg, Offenbachs wiederentdeckten Barkouf, der seit der Uraufführung in 1860 nicht gespielt worden war. Diese Produktion erhielt 2019 den Oper! Award für die beste Wiederentdeckung.

2020 wurde ihr Don Quichotte (Bregenzer Festspiele) als Beste Produktion des Jahres mit dem Österreichischen Musiktheaterpreis ausgezeichnet.