Clausius nació en Köslin (Actualmente Koszalin) en la Provincia de Pomerania. Comenzó su educación en la escuela de su padre. Después de unos años, se dirigió al Gimnasio en Stettin(Actualmente Szczecin). Clausius se graduó de la Universidad de Berlín en 1844, donde estudió matemáticas y física, entre otros, Heinrich Magnus, Johann Dirichlet y Jakob Steiner. También estudió Historia con Leopold von Ranke. Durante 1847, obtuvo su doctorado de la Universidad de Halle sobre los efectos ópticos en la atmósfera de la Tierra. Luego se convirtió en profesor de física en la Artillería Real y Escuela de Ingeniería en Berlín y Privatdozent en la Universidad de Berlín. En 1855 se convirtió en profesor de la ETH Zürich, el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zürich, donde permaneció hasta 1867. Durante ese año, se trasladó a Würzburg y dos años después, en 1869 a Bonn.
En 1870 Clausius organizó un cuerpo de ambulancias en la Guerra Franco-prusiana. Fue herido en batalla, dejándolo con una discapacidad permanente. Fue galardonado con la Cruz de Hierro por sus servicios.
Su esposa, Adelheid Rimpham, murió al dar a luz en 1875, dejándolo para criar a sus seis hijos. Continuó enseñando, pero tuvo menos tiempo para la investigación a partir de entonces.
En 1886 se volvió a casar Sophie Stack, y luego tuvo otro hijo.
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