Clyde Barrow nait le 24 mars 1909 à Telico au Texas (près de Dallas) dans une famille nombreuse. Il est le cinquième d'une fratrie de six enfants.
Ses parents sont des paysans démunis qui ont émigré à Dallas en début 1920, dans un bidonville connu sous le nom de West Dallas. La famille passe ses premiers mois à West Dallas à vivre dans une roulotte, jusqu'à ce que le père gagne assez d'argent pour leur acheter une tente. Clyde est arrêté une première fois fin 1926, après avoir échappé à la police suite à une confrontation à propos d'une voiture qu'il a louée et jamais retournée. Il est arrêté une deuxième fois peu de temps après, cette fois accompagné de son frère Marvin « Buck » Barrow, pour avoir volé des dindes.
Durant les quatre années suivantes, malgré une série d'emplois légitimes, Barrow commet de nombreuses attaques à main armée, fracture nombre de coffres-forts, dépouille des magasins et vole des voitures. Il est arrêté successivement en 1928 et 1929. En avril 1930, peu de temps après avoir rencontré Bonnie, il est à nouveau arrêté et emprisonné au Eastham Prison Farm. Il s'échappe mais est repris au bout d'une semaine. En prison, Barrow bat à mort un autre détenu l'ayant agressé sexuellement à plusieurs reprises. C'est son premier meurtre.
Après la libération de Clyde en 1932, il vole une voiture avec l'aide de Bonnie. Ils sont poursuivis par la police. Bonnie parvient à s'échapper mais Clyde, arrêté, doit passer quelques mois de plus en prison. À son retour, le duo mène un petit groupe de criminels dont font partie à contrecœur Buck, le frère de Clyde, et son épouse Blanche. Ces derniers sont pris dans un assaut de police alors qu'ils séjournent avec Bonnie et Clyde en simples visiteurs. Leurs photos et affaires personnelles ayant été abandonnés dans la fuite, la police les identifie et les assimile au groupe de criminels. Buck et Blanche sont donc contraints de prendre la fuite, jusqu'à l’exécution de Buck par des policiers en Iowa en 1933 et l'arrestation subséquente de Blanche. Bonnie et Clyde tuent deux jeunes policiers à Grapevine, Texas le 1er avril 1934 et un autre représentant des forces de l'ordre cinq jours plus tard près de Commerce dans l'Oklahoma.
Au terme d'une période d'enquête et de filatures menées par les agents du FBI dans cinq États américains (Illinois, Michigan, Oklahoma, Texas et Louisiane) Bonnie et Clyde sont abattus le 23 mai 1934 par la police du Texas et de la Louisiane, près de leur planque à Black Lake en Louisiane. Le meurtre des deux jeunes policiers le 1er avril 1934 précipite la décision de capturer le couple de truands, morts ou vifs. Un groupe de cinq officiers de la police du Texas et de Louisiane fédérés par Frank Hamer s'emploie à retrouver la trace du couple. Ils sont informés que Clyde s'apprête à braquer une banque près d'Arcadia en Louisiane et décident de tendre une embuscade sur l'itinéraire menant à la ville.
Ils s'installent à 2 heures du matin dans les fourrés de part et d'autre de la route déserte de la petite ville de la paroisse de Bienville en guettant l'arrivée de la Ford V8 volée que Clyde conduisait. À 9 heures, les six hommes, au bord de l'abandon, aperçoivent au loin la Ford roulant à toute allure. Dès que Clyde est identifié, les agents ouvrent le feu sur l'auto qui dérape sur le bas-côté. Craignant que Clyde, tireur hors-pair, ne parvienne à saisir son arme sur le plancher de la voiture, les six officiers s'extraient de leur embuscade pour cribler l'automobile de balles. Environ 150 impacts ont été dénombrés. Clyde meurt sur le coup d'une rafale en pleine tête. Bonnie n'est pas tuée immédiatement ; les officiers rapportent avoir entendu un long cri féminin horrifié venant de la voiture.
Les policiers ont utilisé des pistolets mitrailleurs et des fusils à pompe dont ils vidèrent les chargeurs. Le silence revenu, les policiers s'approchent de l'épave du véhicule pour constater la mort de Bonnie et de Clyde et y trouvent un arsenal d'armes volées et des munitions. Leurs dépouilles sont exposées au public afin d'authentifier leur mort. Les deux amants sont enterrés séparément contrairement à leurs vœux.