Clara Immerwahr wurde am 21. Juni 1870 in Polkendorf (Wojczyce), einem Dorf nordwestlich von Breslau, geboren, und zwar als jüngste Tochter des Chemikers Philipp Immerwahr und seiner Ehefrau Anna (geborene Krohn).

Obwohl Frauen damals nur als Externe Abitur machen konnten und Ausnahmegenehmigungen benötigten, um Universitätsvorlesungen hören zu dürfen, studierte Clara Immerwahr Chemie und promovierte am 22. Dezember 1900 als erste deutsche Chemikerin bei Richard Abegg in Breslau mit magna cum laude.

Im Jahr darauf heiratete sie den Chemiker Fritz Haber (1868 – 1934), der wie sie einer jüdischen Familie entstammte, aber zum Christentum konvertiert war. 1902 gebar Clara Immerwahr den Sohn Hermann.

Als Fritz Haber im Ersten Weltkrieg Kampfgas entwickelte, kritisierte Clara Immerwahr dies als Perversion der Wissenschaft.

Am 2. Mai 1915, nach einem Giftgaseinsatz in der Zweiten Flandernschlacht in Ypern (22. April), erschoss sie sich mit seiner Dienstwaffe auf der Wiese vor ihrer Villa. Ob der Suizid als Protest gegen den Giftgaseinsatz gedacht war oder ob Clara Immerwahr den Freitod aus Verzweiflung über Eheprobleme wählte, wissen wir nicht.

Hermann Haber nahm sich 1946 in den USA ebenfalls das Leben.

Gerit von Leitner veröffentlichte 1993 die Biografie „Der Fall Clara Immerwahr. Leben für eine humane Wissenschaft“ (C. H. Beck, München 1993). Sabine Friedrich schrieb 2007 den Roman „Immerwahr“ (dtv, München 2007) und bearbeitete ihn auch für die Bühne. Harald Sicheritz (Regie) und Susanne Freund (Drehbuch) porträtieren Clara Immerwahr 2014 in einem Fernsehfilm mit Katharina Schüttler in der Hauptrolle: „Clara Immerwahr“.