Kolonits Klára Budapesten született. A Liszt Ferenc Zeneművészeti Főiskola Tanárképző Intézetének magánének szakán szerzett diplomát, majd a Debreceni Csokonai Színház tagja lett. Korai szerepei között Nannetta (Falstaff), Almaviva grófné (Figaro házassága), Olympia-Giulietta-Antónia (Hoffmann meséi), Fiordiligi (Così fan tutte) és az Éj királynője (A varázsfuvola) találhatóak. Számos nemzetközi énekversenyen díjat nyert, 2002-ben a Magyar Állami Operaház magánénekesnője lett. A budapesti színpadokon többek között fellép Donna Anna (Don Giovanni), Fiordiligi (Così fan tutte), Konstanze (Szöktetés a szerájból), Fauno (Ascanio in Alba), az Éj királynője (A varázsfuvola), Giulietta (Capuletek és Montague-k), Violetta (Traviata), Odabella (Attila), Gilda (Rigoletto), Luisa Miller, Melinda (Bánk bán) és Szilágyi Erzsébet (Hunyadi László) szerepében. Vendégként Traviatát énekelt Pozsonyban, Ljubljanában, Eszéken, Ostravában, Debrecenben, a Schloss-Kirchstetteni Fesztiválon és Szombathelyen, Gildát Kolozsváron és Miskolcon, Odabellát Budapesten (BudaFest) és Miskolcon, Olympiát-Giuliettát-Antóniát Szolnokon, Brnóban és Gijónban és a Miskolci Operafesztiválon, a Puritánok Elviráját Zamárdiban, a Lammermoori Lucia címszerepét Szombathelyen és a Ferencvárosi Ünnepi Játékokon a Bakáts téren, Beatrice di Tendát és Lucrezia Borgiát Koppenhágában, Donna Annát Prágában, Brnóban, Zágrábban, Kassán és a Gars am Kamp-i Open Air Fesztiválon, az Éj királynőjét pedig Amszterdamban, Hágában, Weimarban, Linzben és a Savonlinnai Operafesztiválon, ez utóbbin finn nyelven.
Hangverseny-repertoárja Mozarttól („Popoli di Tessaglia”, „Vorrei spiegarvi o Dio”, „No, che non sei capace”, Exsultate Jubilate és egyéb koncertáriak és egyházi művek) és Händeltől (a Feltámadási Oratóriumban az Angyal, Messiás) Verdi Requiemjén és az eredeti nyelveken énekelt dalkoncerteken át egészen a kortárs zenéig ível (Kurtág, Eötvös, Boulez) – részt vett többek között Dinyés Dániel, Jörg Widmann és Gija Kantscheli műveinek magyarországi bemutatóin is. 2009-ben a Hunnia Records égisze alatt megjelent Liszt-dalokból álló lemeze, melyet Fonogram díjra jelöltek. 2010-ben Liszt díjat kapott. 2013-ban a Magyar Állami Operaház kamaraénekesi címmel tüntette ki. Bel Canto Reloaded című szóló árialemeze 2014 decemberében jelent meg, Dinyés Dániel vezényletével közreműködött a Hungarian Studio Orchestra. A felvétel egyhangúlag lelkes kritikai fogadtatása nyomán a közönség körében is megnőtt az érdeklődés a bel canto darabok iránt. 2016-ban Székely Mihály-emlékplakettet kapott.