Claude Cerval a été formé notamment par Louis Jouvet, et est officié au théâtre, collaborant avec Jean Vilar au Théâtre national populaire (TNP). Au cinéma et à la télévision, il interprète surtout des seconds rôles, des années 50 jusqu' au début des années 70.

Après ses études secondaires, il suit des cours d’art dramatique auprès, entre autres, de Louis Jouvet. Il se produit ensuite dans des cabarets et au théâtre, notamment à l’Odéon, avant de rejoindre le Théâtre national populaire de Jean Vilar. Il exerce ses talents au cinéma et à la télévision.

Jean-Pierre Melville le fait joué en croupier dans Bob le flambeur (1955) Jean-Pierre Melville est le narrateur du film.

Il est curé dans Les bonnes femmes (1960) de Claude Chabrol, ancien complice dans Classe tous risques (1960) avec Lino Ventura et Jean-Paul Belmondo de Claude Sautet

Il joue un commissaire dans Mélodie en sous-sol (1963) d'Henri Verneuil, aux côté de Jean Gabin et d'Alain Delon

Claude joue le rôle de Maigrat un commerçant dans Germinal (1963) d’Yves Allégret. avec Jean Sorel, Claude Brasseur et Bernard Blier.

On le retrouve en chauffeur dans Belle de jour (1967) de Luis Buñuel, qui lui confie un personnage de brigadier dans La voie lactée (1969). Son meilleur rôle est celui du juge d’instruction rigide s’acharnant sur Annie Girardot dans Mourir d’aimer (1971) d’André Cayatte. Son dernier film est Le saut de l’ange d’Yves Boisset, la même année, quelques mois avant sa mort.

Claude Cerval a également été dirigé par Philippe de Broca, Gérard Oury, Jacques Deray ou encore Max Pécas.

Le grand public retiendra aussi sa prestation dans le rôle du détestable comte de Nansac, dans la fameuse série de l'ORTF Jacquou le Croquant en 1969. Il fut aussi un spécialiste de Musset.