Fille d’Anségise, maire du palais d’Austrasie, et sœur de Pépin d’Herstal, Clotilde épouse Thierry III au milieu d’un conflit opposant les maires du palais aux souverains mérovingiens. Lorsqu’en 680 Ebroïn, maire du palais généralement détesté qui avait contraint Thierry à traiter avec lui, fut assassiné, le roi trouva en Pépin d’Herstal, nouveau maire du palais d’Austrasie, un ennemi plus dangereux encore, qui sans prendre le titre de roi d’Austrasie, gouverna ce royaume de sa propre autorité.

Thierry refusant de restituer leurs biens aux victimes d’Ebroïn, Clotilde vit son frère prendre les armes contre le roi, Pépin unissant ainsi de grands intérêts à la guerre qu’il méditait contre le souverain et remportant la victoire décisive de Tertry en 687. Thierry dut le nommer maire du palais de Neustrie, ce qui étendit sur la France entière la puissance de Pépin d’Herstal, bien que le roi fût maintenu sur le trône.

Clotilde donna naissance à trois ou quatre enfants : Berthe (née en 676 et morte en 740), fondatrice de l’abbaye de Prüm en 721 ; Clovis (né en 682 et mort en 695), qui devint roi des Francs sous le nom de Clovis IV ; Childebert (né en 683 et mort en 711), qui devint roi des Francs (en réalité de la seule Austrasie) sous le nom de Childebert III ; peut-être Clotaire (né en 684 et mort en 719), qui devint roi d’Austrasie sous le nom de Clotaire IV.