Chloé Dufresne machte sich mit ihrer technischen Präzision, ihrer natürlichen Autorität und ihrer Vielseitigkeit schnell einen Namen als Dirigentin. 2021 gewann sie sowohl den Publikumspreis als auch den Orchesterpreis beim Dirigierwettbewerb in Besançon und war Finalistin beim Malko-Wettbewerb. Sie war Conducting Fellow beim Lucerne Festival 2022 und Dudamel Fellow beim Los Angeles Philharmonic in der Saison 22/23. Anschliessend wurde sie von Gustavo Dudamel für die Saison 23/24 an die Opéra de Paris Académie eingeladen. Ab der Saison 23/24 ist sie zudem künstlerische Leiterin des Orchestre Ostinato in Paris.
Dufresne arbeitet international mit renommierten Orchestern wie dem Helsinki Philharmonic Orchestra, dem Orchestre National de France, den Münchner Philharmonikern, dem Tokyo Philharmonic Orchestra und dem Colorado Springs Philharmonic. Als Operndirigentin leitete sie unter anderen Mozarts Don Giovanni und Bellinis Norma an der Oper Rouen, der Oper Toulon, der Oper Nizza und der Opéra national de Lorraine und dirigierte die Produktion von Wagners Ring für Kinder in Bayreuth.