Repéré enfant, Claude Jarman Jr. débute à douze ans dans Jody et le Faon de Clarence Brown, sorti en 1946, aux côtés de Gregory Peck et Jane Wyman. Malgré ce début prometteur qui lui vaut un Oscar de la jeunesse en 1947, il contribue en tout à seulement onze films américains (dont cinq produits par la Metro-Goldwyn-Mayer), le dernier étant L'Infernale Poursuite de Francis D. Lyon (avec Fess Parker et Jeffrey Hunter), sorti en 1956.

Entretemps, il apparaît notamment dans le drame L'Intrus de Clarence Brown (1949, avec David Brian et Juano Hernández), ainsi que dans les westerns Rio Grande de John Ford (1950, avec John Wayne et Maureen O'Hara) et Le Relais de l'or maudit de Roy Huggins (1952, avec Randolph Scott et Donna Reed).

Après son retrait du grand écran, Claude Jarman Jr. revient brièvement à la télévision, dans un épisode de la série-western La Grande Caravane en 1959, puis en 1960 dans une autre série (également un épisode), avant une ultime prestation dans la mini-série Colorado (avec Robert Conrad) en 1979.