Clemens Morgenthaler wurde in Wertheim/Main geboren. Nach dem Abitur studierte er Kirchenmusik und Gesang an der Musikhochschule Freiburg. Sein anschließendes Aufbaustudium an der Musikhochschule Basel in der Konzertklasse von Kurt Widmer und bei Gerard Wyss (Liedklasse) beendete er im Jahr 2003 mit Auszeichnung. Meisterkurse belegte er u.a. bei Andreas Schmidt, Ulf Bästlein, Charles Spencer und Rudolf Piernay. Wesentliche Impulse verdankt er der Zusammenarbeit mit Frau Prof. Beata Heuer-Christen.

Sein Repertoire umfasst die Literatur vom Frühbarock bis zur Moderne.

Opernengagements, Uraufführungen, CD-, Fernseh- und Rundfunkaufnahmen (DLF, SWR, DRS, ORF) sowie zahlreiche Konzerte im In-und Ausland, wo er mit renommierten Dirigenten, Regisseuren, Orchestern, Chören und Pianisten zusammenarbeitete, dokumentieren seine künstlerische Tätigkeit. So führten ihn Konzertreisen in fast alle Länder Europas. Dabei sang er in zahlreichen Domen und Kathedralen sowie in Konzertsälen wie der Berliner Philharmonie, dem Konzerthaus Berlin, dem Festspielhaus Bregenz, der Philharmonie Krakau oder der Liederhalle Stuttgart.

Clemens Morgenthaler ist Stipendiat der Richard-Wagner-Stiftung und Preisträger beim Liedkunst-Wettbewerb, Husum. 2008 gewann er beim PodiumJungerGesangsSolisten den 1. Preis. In Rom wurde er 2008 beim Internationalen Gesangswettbewerb "Musica Sacra" mit dem 2. Preis und dem Sonderpreis "Oratorium" ausgezeichnet.

Seit 2004 lehrt er Gesang an der Staatlichen Hochschule für Musik Trossingen. Clemens Morgenthaler ist seit 2010 Professor für Gesang am Vorarlberger Landeskonservatorium Feldkirch.