Во время своего правления успешно воевал с варварским племенем алеманнов, а также с готами, над которыми одержал убедительную победу в сражении при Нише, за что и получил прозвище «Готский». Однако, несмотря на то, что Клавдий положил начало восстановлению могущества Римской империи, его правление оказалось очень коротким: в 270 году он скончался от чумы.
Клавдий носил следующие победные титулы: «Германский Величайший» — с 269 года, «Готский Величайший» — с 269 года, «Парфянский Величайший» — с 270 года. Власть народного трибуна получал 3 раза: в 268 году (дважды: в марте и 10 декабря) и в 269 году.
О коротком периоде правления Клавдия сохранились лишь немногочисленные источники. С достоверностью нельзя сказать о его происхождении, месте рождения или имени отца, а также о его карьере до того момента, как он стал императором. Из его семьи известен лишь его брат Квинтилл, который взошёл на трон после внезапной смерти брата осенью 270 года.
По свидетельству Аврелия Виктора, Клавдий был внебрачным сыном Гордиана II. Но, скорее всего, он был по происхождению варваром, возможно, из романизованного рода.
Согласно Аврелию Виктору, в конце августа или начале сентября 268 года Клавдий был назначен трибуном вспомогательного отряда, стоявшего у Тицина. Его задачей было охранять этот город от возможного вторжения галльского императора Постума. Там войска провозгласили Клавдия императором.
У Павла Орозия имеется интересное указание, отсутствующее однако во всех остальных известных нам источниках, что Клавдий взял власть по желанию сената. Но это противоречит сообщениям других античных авторов, которые утверждают, что Клавдий стал императором по почину армии.
Есть предположение, что он участвовал в заговоре против Галлиена и что тот перед смертью послал Клавдию императорские инсигнии. Однако у погибшего императора остались в Риме родственники, имевшие право наследовать престол, а именно сводный брат Лициний Валериан и сын Мариниан, поэтому можно предполагать, что версия о назначении Клавдия и посылке ему знаков императорского достоинства был лишь пропагандистской выдумкой с целью обосновать захват власти Клавдием.
После провозглашения Клавдия императором сенаторы тут же приступили к уничтожению друзей и родственников Галлиена, но Клавдий их не поддержал и даже вынудил их обожествить своего предшественника. По его приказу были также выплачены деньги солдатам, возмущённым смертью Галлиена. Ни сенат, ни народ не выразили свой протест против вступления Клавдия на престол.
Наиболее полное описание Клавдия оставил автор «Истории Августов»:
Евтропий говорит, что Клавдий — «муж бережливый, кроткий, справедливый, был достоин руководства государством, но умер на втором году своего правления от болезни». Аврелий Виктор характеризует Клавдия как очень справедливого и деятельного человека, трудящегося на благо государства. Единичные скульптурные изображения Клавдия изображают типичного офицера времён Римской империи: щёки грубо выбриты, лоб наморщен, выражая напряжение, а волосы коротко подстрижены.
После восхождения на престол Клавдий обнаружил, что перед ним стоит множество проблем, которые требовали немедленного решения. Самой неотложной из них было вторжение в Иллирик и Паннонию готов, хотя Галлиен уже причинил некоторый ущерб им в сражении при Несте. В это время ещё продолжалась осада Медиолана, где находился узурпатор Авреол. Узнав о смене правителя, Авреол попытался прийти к мирному соглашению, но когда его приближённые выступили против этого, решил сдаться Клавдию, видимо, с условием, что ему сохранят жизнь. Однако его вскоре убили — солдаты были возмущены тем, что он предал Галлиена.
После убийства Авреола император двинул свою армию навстречу войску готов. В битве при Нише Клавдий и его легионы наголову разбили большую готскую армию. Под началом Клавдия и командующего конницей, будущего императора Аврелиана, римляне взяли в плен тысячи готов и полностью уничтожили вражеский лагерь. В результате этой победы готы были изгнаны из пределов Римской империи, а Клавдий получил прозвище «Готский», под которым и известен по сей день. Этот успех был отмечен выпуском монет (лат. VICTORIAE GOTHICAE — «Готская победа»). Готская война была выиграна. Готы не пересекали границы империи ещё почти сто лет.
После этого в 269 году или по наущению узурпатора Авреола, или потому, что римский гарнизон в провинции Реция был достаточно малочислен, так как его части стянули к Медиолану, алеманны легко прорвались через Бреннеров перевал и дошли до озера Бенак. Император очень быстро среагировал и нанёс варварам столь тяжёлое поражение, что на север вернулась едва ли половина их первоначального количества. Историк VIII века Павел Диакон сообщает, что численность алеманнов достигала трёхсот тысяч. После этого он уволил некоторых безответственных чиновников и солдат. В это же время новые отряды готов перешли через Дунай, чтобы оказать помощь своим соплеменникам, но они не добились особых успехов; другая их часть попыталась на кораблях герулов пробиться к городам на побережье Эгейского моря, но также встретила отпор и потерпела поражение от римского флота во главе с наместником Египта Тенагиноном Пробом. Многие германцы, попавшие в плен во время различных войн, были зачислены в римскую армию либо расселены на севере Балканского полуострова в качестве колонов. Об интенсивном строительстве дорог в этой области свидетельствуют сохранившиеся мильные камни.
В деле объединения Римского государства Клавдию очень помогло ослабление Галльской империи. Когда галльский чиновник Лелиан объявил себя императором, Постум разбил его войско, но вскоре сам был убит из-за того, что запретил грабить Могунциак (ныне Майнц). Войско избрало императором Мария, но того спустя недолгое время свергнул префект претория Викторин. В его правление Испания и южное побережье Нарбонской Галлии отделились от Галльской империи и вернулись в состав Римской империи после того, как префект вигилов Юлий Плацидиан прибыл туда с небольшим отрядом. Спустя год Августодунум добровольно перешёл на сторону Рима, и тогда Викторин осадил его. Однако Клавдий ничего не предпринял для поддержки города, поэтому Августодунум пал и был разграблен. До сих пор неизвестно, почему Клавдий не сделал ничего, чтобы помочь Августодунуму.
По свидетельству историка Зосима, в правление Клавдия пальмирцы под начальством Тимагена захватили Египет и оставили там гарнизон, но наместник этой провинции Тенагинон Проб (не путать с императором Пробом) выбил их оттуда. Затем Тимаген собрал новую армию и разбил Проба, который, попав в плен, покончил жизнь самоубийством. Египет снова отошёл к Пальмирскому царству. С того времени поставки зерна в Рим прекратились до той поры, пока Аврелиан не сокрушил Пальмирское царство.
В том же году Клавдий принимает титул «Парфянский Великий», но причина, по которой он это сделал, неизвестна. Дамерау предполагает, что на самом деле пальмирцы победили парфян, а Клавдий присвоил их победу.
При Клавдии велась пропаганда могущества империи, осуществлявшаяся при помощи монет с надписями PAX AETERNA, FIDES MILITVM (рус. Вечный мир, верность армии). Другая надпись — GENIVS SENATVS (рус. Гений Сената), по мнению Андреаса Альфоди, — свидетельствует об улучшении отношений между императором и сенатом, а также о возрастании авторитета этого государственного органа. Если верить Зонаре, Клавдий даже предоставил сенату решение объявить войну как готам, так и Постуму. Несмотря на то, что при Клавдии возросло влияние государственных и военных деятелей балканского происхождения, а также иностранцев, правительство продолжало опираться на представителей римской знати, таких как проконсул Африки Аспасий Патерн, городские префекты Флавий Антиохиан и Вирий Орфит, принцепс сената Помпоний Басс и консул Юний Велдумниан. Клавдий, видимо, не производил никаких серьёзных преобразований в римской армии, в отличие от своего предшественника Галлиена; по всей видимости, это объясняется непродолжительностью его правления.
За время правления Клавдия, согласно «Истории Августов», был всего лишь один узурпатор — Цензорин, но он с большой долей вероятности был вымышленным.
Хотя Евсевий Кесарийский и Сульпиций Север изображают период между правлением Валериана и Диоклетиана паузой в преследовании христиан, согласно житиям святых, несколько христиан было убито во время правления Клавдия II. По всей видимости, при Клавдии также погиб святой Валентин. Золотая легенда говорит, что он отказался отречься от Христа перед императором, за что и был обезглавлен. Согласно Аврелию Виктору, Клавдий обращался к Сивиллиным книгам ещё до своей кампании против готов.
По указанию Константина (до 310 года) было «восстановлено» родство его отца с «божественным Клавдием». Вероятно, всё это было вымыслом, который способствовал тому, что жизнеописание Клавдия, однако без точного описания родства императоров, превратилось в восторженный панегирик, впервые упомянутый в 310 году.
Согласно «Истории Августов» у Клавдия был брат Крисп, имевший дочь Клавдию. Именно Клавдия, по легенде, была матерью Констанция Хлора. Это утверждение было широко распространено Константином Великим, чеканившим монеты с надписью DIVO CLAVDIO OPT[IMO] IMP[ERATORI], MEMORIAE AETERNAE (рус. Божественному Клавдию, наилучшему императору, память вечная).
Император умер в январе-августе 270 года в Сирмии от чумы, разразившейся на Балканах летом того года. Несмотря на то, что Клавдий правил чуть менее двух лет, его кончину искренне оплакивали как солдаты, так и сенаторы, и его обожествление последовало незамедлительно после получения известия о его смерти. Автор биографии Клавдия в «Истории Августов» пишет, что «любили его так, что можно вполне определённо сказать, что ни Траян, ни Антонины, ни кто-либо другой из государей не были так любимы». В курию были доставлены доспехи императора, на Капитолии перед храмом Юпитера воздвигнута золотая конная статуя обожествлённого Клавдия (учитывая тогдашнее экономическое положение империи, скорее всего, статуя на самом деле была отлита из позолоченной бронзы). В его честь Кирена была переименована в Клавдиополь.
Существует более драматическая версия смерти Клавдия. По легенде, он фактически пожертвовал собой, так как в Сивиллиных книгах было предсказание, что только его смерть поможет выиграть Готскую войну. Автор «Истории Августов» полностью игнорирует это предположение и говорит, что Клавдий просто умер от чумы.
Несомненным остаётся тот факт, что он был выдающимся военачальником, показавшим прекрасный пример военного искусства и доблести, которому Римская империя обязана своим сохранением и началом выхода из затяжного кризиса. Античные авторы оставили положительные отзывы о Клавдии и его правлении. Это связано, во-первых, с ненавистью к предшественнику Клавдия Галлиену, а во-вторых, с легендой о его смерти.
В течение своего непродолжительного правления Клавдий не имел возможности заняться тяжёлыми экономическими проблемами империи: например, качество антониниана стало ещё хуже, что неблагоприятно сказалось на и без того стремительном росте цен. В целом Клавдий Готский дал сильный толчок к восстановлению Римской империи.