Durant son enfance, Chloé ne pratiquait pas que le snowboard qu'elle a commencé à 6 ans à Val Thorens. Elle pratiquait aussi l'équitation à Saint-Jean-de-Monts et elle continue encore aujourd'hui de pratiquer cette discipline en compétition amateur[réf. souhaitée]. Elle est la sœur de Léo Trespeuch.
Licenciée à Val Thorens en Savoie, elle fait partie de l'équipe de France féminine de snowboard depuis 2009. Elle devient vice championne d'Europe Senior en 2010 puis championne d'Europe en 2011 alors qu'elle n'a que 16 ans.
Elle intègre le lycée sport études Pole France d'Albertville en 2012.
Aux championnats du monde 2017 à Sierra Nevada, elle empoche la médaille d'argent, sa première médaille mondiale, en terminant juste derrière l'Américaine Lindsey Jacobellis lors de la finale[3].
Lors des Jeux de Pékin 2022 le 9 février, Chloé Trespeuch passe tous les tours jusqu'à la finale, alors que sa compatriote vice-championne olympique 2018, Julia Pereira de Sousa Mabileau est éliminée sur chute en demi-finale, avant de gagner la petite finale et de se classer cinquième[5]. Dans la course pour le podium, elle effectue la quasi-totalité du parcours derrière l'Américaine Lindsey Jacobellis qui dispute ses cinquièmes Jeux à 36 ans, mais doit aussi surveiller le retour de la Canadienne Meryeta O'Dine[5]. Finalement, Jacobellis l'emporte et la Française conserve sa deuxième place synonyme de médaille d'argent olympique, huit ans après le bronze gagné en 2014 à Sotchi[5].
Le 24 mars 2024, Trespeuch s'adjuge son premier globe de cristal à l'issue de la dernière étape de Coupe du monde de snowboardcross au Mont Saint-Anne, au Canada. Victorieuse à trois reprises cette saison aux Deux Alpes, à Gondouari et à Montafon, elle est la troisième Française à remporter le globe de cristal de la discipline après Karine Ruby et Nelly Moenne-Locoz[6].
Le 12 septembre 2024 elle annonce être enceinte de son premier enfant et donc faire une pause dans sa carrière[7], prévue pour durer un an[8].
↑Dorine Besson, « Snowboard : Vice-championne olympique de snowboardcross, Chloé Trespeuch fait une pause maternité », L'Équipe, (lire en ligne, consulté le )
↑Dorine Besson, « Chloé Trespeuch, au sujet de sa pause maternité : « Un an pour revenir aux JO 2026 » (Snowboard) », L'Équipe, (lire en ligne, consulté le )