Le peintre de la Renaissance Hans Baldung Grien a été une source d’inspiration pour Agnès Varda. La thématique de « La Jeune fille et la Mort », présente dans ses toiles, est un des fils conducteurs du film. « Cléo de 5 à 7 » rappelle les peintures de vanités d’autrefois : tous les symboles de l’orgueil humain (beauté, réussite, etc.), dérisoires, sont mis face à la mort qui vient tout ruiner.
Le film dissémine des « memento mori » tout le long de l’intrigue, notamment le temps, clairement affiché à l’écran (texte, horloges, etc.) La peur de la mort sera l’aiguillon qui va pousser Cléo à changer, en se dépouillant de tout artifice pour se mettre à nu et s’interroger sur ce qu’elle veut vraiment.
La philosophie amusante d’Antoine, conscrit beau parleur, va être le déclic final. Ce cheminement psychologique va amener Cléo à accepter le destin et à revoir sa vision de la vie : celle-ci peut être injuste ou absurde, mais il faut arrêter de tout vouloir contrôler et simplement en profiter.