Camilla Belle Routh nació el 2 de octubre de 1986 en Los Ángeles, California, EE. UU. Ella fue a la Escuela Primaria Católica de San Pablo en el oeste de Los Ángeles y, luego asistió a la élite femenina Marlborough School en Los Ángeles. Allí estudió piano clásico y se hizo aficionada a los idiomas.

Camilla apareció en un comercial impreso nacional antes de la edad de 1. A los 5 años, apareció en dos películas de televisión Trouble Shooters: Trapped Beneath the Earth (1993) y Empty Cradle (1993), aunque Belle realmente comenzó su carrera con un pequeño papel en la producción cinematográfica de la novela La princesita (1995), dirigida por Alfonso Cuarón y protagonizada por Liesel Matthews. Dos años después de su debut ofial, apareció en Parque Jurásico 2: El mundo perdido (1997), donde interpretó a una niña que es atacada por una jauría de dinosaurios.

Su primer papel protagónico fue en Rip Girls (2000), una película original de Disney Channel. Debido a su trabajo, nunca terminó un año completo de escuela. Entonces, a los 13 años, se tomó un tiempo libre para concentrarse en sus estudios.

Volvió al trabajo cuando tenía 16 años, con un papel principal en la película La balada de Jack y Rose (2005), dirigida por Rebecca Miller. Su siguiente película fue la cinta independiente The Quiet en el 2006. Ese mismo año protagonizó la cinta de terror, Cuando un extraño llama. Sin embargo, el papel que brindó su primera gran exposición fue 10,000 A.C. (2008), dirigida por Roland Emmerich. 

La siguiente gran película de Belle fue en Héroes, un thriller de ciencia ficción que involucra a un grupo de jóvenes superpoderosos, que se esconde de una agencia gubernamental clandestina de los EE. UU. En esta producción compartió créditos con Dakota Fanning y Chris Evans.