Klas Fleming ble født i Villnäs i Finland som sønn av stattholder i Åbo, Lars Fleming og Anna Horn. Han studerte ved flere utenlandske læresteder og tjenestegjorde i krigen mot Russland i 1612. I 1619 ble han utnevnt til underadmiral. Fleming var sjef for en svensk flåte som havarerte ved kysten av dagens Latvia i 1625, senere kjent som Flåteforliset ved Domesnäs, i alt 10 svenske skip av en styrke på 14 gikk tapt.