Pianiste de formation, Claudie Marcel-Dubois est diplômée de l’École du Louvre et de l’École des Hautes Études où elle est l’élève de Marcel Mauss. Alors qu'elle est attachée au Musée de l’Homme pour s’occuper de la phonothèque du département d’ethnologie musicale, elle entreprend une mission de folklore musical en Basse-Bretagne. Ce sera la première d’une longue série de missions dans le cadre de sa carrière au CNRS où elle entre en 1943. En mai 1937, elle rejoint Georges Henri Rivière au Musée National des Arts et Traditions populaires (MNATP) créé cette année-là.
Elle est considérée comme la fondatrice de la discipline pour le domaine français. Elle dirigera le département d’ethnomusicologie et la phonothèque du MNATP jusqu’à sa retraite en 1980. Elle est l’autrice de nombreuses publications et de très importantes collectes de fonds sonores.