Французско—итальянская актриса. Кьяра родилась 28 мая 1972 года в Париже. В 18 лет поступила в Сорбонну на факультет археологии. Однако вскоре решила пойти по стопам родителей и стать актрисой, и бросила учёбу. Мастроянни дебютировала в 1992 году в фильме Андре Тешине «Любимое время года», где играла вместе со своей матерью. Затем снялась у Роберта Олтмана в «Высокой моде», где также играл её отец. Первую большую роль актриса сыграла в картине «Дневник соблазнителя», по мотивам книги философа Сёрена Кьеркегора. Она также снималась в фильмах «Три жизни и одна смерть», «Как я обсуждал… (мою сексуальную жизнь)», «Обретённое время», «Отель», «Бойня», «Все песни только о любви», «Цыплёнок с черносливом» и других. В 1998 году Кьяра спела дуэтом с актёром Станисласом Мерхаром для благотворительного альбома «Ensemble». Также она записала песни для саундтреков фильмов «Персеполис» и «Все песни только о любви». В 2019 году Мастроянни получила «Серебряный приз» в категории «Лучшая актриса» (Особый взгляд) на Каннском кинофестивале за роль в картине «Одной волшебной ночью»