Camilla Belle a débuté sa carrière très tôt en posant pour des publicités dès l’âge de neuf mois. La très jeune actrice enchaîne avec des téléfilms comme Empty Craddle dès 1993, ou Deconstructing Sarah en 1994. Côté ciné, Camilla fait une première apparition dans un film en 1995, dans La Petite princesse d’Alfonson Cuaron. Elle est également à l’affiche de Poison Ivy 2 l’année suivante. En 1997, dans Jurassic Park 2 : Le Monde perdu de Steven Spielberg, Camilla interprète la petite fille qui se fait dévorer dès le début du film par une troupe de petits dino pas si sympas que ça. La même année, la brunette incarne la fille de Steven Seagal dans le film Piège à haut risque. En 1998, dans Les Ensorceleuses, Camilla joue le rôle du personnage de Sandra Bullock jeune. Elle obtient l’un des rôles principaux dans Le Secret des Andes en 1999, elle joue les ados dans The Chumscrubber aux côtés de Glenn Close, Justin Chatwin (le fiston de Tom Cruise dans La guerre des mondes) et de Jamie Bell (l’acteur de Billy Eliott). Elle est ensuite l’héroïne sourde et muette de The Quiet en 2006, puis le premier rôle du film d’horreur, Terreur sur la ligne.

En parallèle, elle continue les téléfilms et les séries avec des participations dans Replacing Dad, Walker Texas Ranger ou Rip Girls en 2000. Le tournant de sa carrière au cinéma vient en 2006, lorsqu’elle partage l’affiche avec l’immense Daniel Day-Lewis et Paul Dano (Little Miss Sunshine, There Will Be Blood) dans The Ballad of Jack And Rose. En 2008, elle est à l’affiche de 10 000. Dans ce blockbuster préhistorique signé Roland Emmerich (Le jour d’après, Independence Day), elle incarne Evolet, la dulcinée kidnappée du héros, D'Leh (joué par Steven Strait). Parmi les projets de la belle Camilla, on retrouve Push, un film de science-fiction avec la jeune Dakota Fanning (La guerre des mondes) et Djimon Hounsou (Blood Diamond). Côté vie perso, Camilla Belle a des origines brésiliennes par sa mère, et parle parfaitement le portugais et l’espagnol. Elle est restée très amie avec Justin Chatwin et Jamie Bell, ses partenaires dans The Chumscrubber. Elle a un très bon niveau en piano classique, mais également en surf !