Claudia Stein erhielt mit fünf Jahren den ersten Klavier- und mit zehn Jahren Querflöten-Unterricht. An der Dresdner Hochschule für Musik studierte sie Flöte bei Eckart Haupt, ergänzt von einem Aufbaustudium an der Karlsruher Musikhochschule bei Renate Greiss-Arnim. Direkt im Anschluss wurde sie im Alter von erst 23 Jahren als Soloflötistin an die Staatskapelle Berlin engagiert, wo sie eine seit langem gewachsene, von Johann Joachim Quantz begründete Tradition fortführt. Darüber hinaus spielte Claudia Stein im Bayreuther Festspielorchester. Die Mutter dreier Kinder unterrichtet an der Orchesterakademie der Staatskapelle Berlin und an der Barenboim-Said-Akademie in Berlin. Im West-Eastern Divan Orchestra bildete sie junge Musiker aus und entwickelte das musikalisch-pädagogische Konzept des Musikkindergartens Berlin mit.
Als international gefragte Solistin und Kammermusikpartnerin gastiert Claudia Stein in allen europäischen Musikzentren sowie in Israel, Japan und Amerika. Sie spielt regelmäßig mit namhaften Künstlern, mit der Staatskapelle sowie auf internationalen Festivals und erweitert in vielbeachteten Referenzaufnahmen den Kanon der Flötenmusik-Einspielungen, auch mit zahlreichen neuen Werken – Resonanz ihrer musikalischen Ausstrahlung findet Claudia Stein gerade auch in den ihr gewidmeten Werken zeitgenössischer Komponisten wie David Robert Coleman, Michael Kleemann, Sebastian Undisz, Volker Hahn, John Rausek und Gisbert Näther.