En , Camille publie son premier album, Le Sac des filles[5]. À sa sortie fin , l'album reçoit un accueil mitigé de la critique, ce qui n'empêche pas plusieurs titres d'intégrer la playlist de Radio Neo, France Inter ou de FIP (Paris, Le Sac des filles, Les Ex). Camille signe en amont avec son éditrice historique Marie-Anne Dudouit, aux éditions Blonde Music. La même année, elle joue dans le clip musicalCamille : Paris réalisé par Stéphane Sednaoui.
Les multiples collaborations suivant cette première parution attirent l'attention sur la jeune chanteuse. En plus des albums de Magic Malik, Gérard Manset ou Sébastien Martel, elle fait une prestation remarquée sur l'album-DVD de Jean-Louis Murat, Parfum d'acacia au jardin (2004)[6]. Elle collabore ensuite au projet Nouvelle Vague[7] qui reprenait des classiques new wave dans un style « bossa nova ». Chanteuse principale de l'album (quatre chansons pour elle seule), elle est « une artisane majeure du succès que rencontrent l'album et la tournée estivale qui suivit où son extravagance ravit »[8].
En 2005, elle sort l'album Le Fil[5]. Le nom de l'album vient de l'utilisation de la note si qui forme un long segue du début à la fin de l'album — et même pendant 35 minutes après la dernière chanson — qui construit un « fil » — ou « bourdon » — pendant toute la durée de l'album[9]. Il a été co-arrangé par le réalisateur anglais MaJiKer. Très minimaliste, les musiques sont construites principalement pour la voix, avec pour seul instrument une contrebasse et de temps en temps un clavier[10].
Sur scène, Camille reproduit ce minimalisme et utilise l'oversampling pour reproduire les arrangements vocaux de l'album. Elle est accompagnée par Sly (beatbox), MaJiKer (piano, accordéon) et Martin Gamet (contrebasse, basse).[réf. nécessaire]
En 2006, sort son album Live au Trianon[5], enregistré les 17 et 18 octobre de l'année précédente. S'ensuit une série de concerts à l'étranger. En , Camille chante un extrait de A Ceremony of Carols de Benjamin Britten[10] (sans doute That yongë child[réf. nécessaire] qui est la seule pièce pour voix solo dans cette œuvre écrite pour chœur à voix égales et harpe). Elle y chante aussi une création autour de 12 prières du monde[10].
Son troisième album studio, intitulé Music Hole, en grande partie anglophone, sort en 2008[5]. Elle y fait notamment une adaptation du titre Home is where it hurts de Snooze aka Dominique Dalcan. Elle enregistre et mixe cet album avec le talentueux producteur islandais Valgeir Sigurðsson.
En 2009, elle est nommée « Artiste Interprète Féminine » de l'année aux 24eVictoires de la musique. La même année, elle chante en duo avec Étienne Daho, Rendez-vous au jardin des plaisirs lors de la cérémonie du Prix Constantin 2009, puis en version studio[réf. nécessaire].
« Les Françoises », groupe éphémère formé pour le Printemps de Bourges 2010, est composé de Jeanne Cherhal, Camille, Emily Loizeau, Olivia Ruiz, Rosemary Standley de Moriarty et La Grande Sophie. Les Françoises donnent un concert unique au Palais d'Auron, présenté comme la création évènementielle de cette 34e édition du festival.[réf. nécessaire]
La chanson Pour que l'amour me quitte a été chantée par la chanteuse italienne Elisa et insérée dans son album de 2010 Ivy[13].
La même année, elle interprète également en duo L'amie d'un Italien en français et en anglais sur l'album Happy Mistake de Raphael Gualazzi[10].
Elle écrit et interprète trois chansons pour le film d'animation Le Petit Prince, sorti en 2015[17].
Le 2 juin 2017, elle publie son cinquième album Ouï. L’album ressort le 24 novembre dans une édition intitulée Ouïï. Cette réédition comporte des versions acoustiques, accompagnée au tambour sur toutes les chansons et d'un titre supplémentaire, 2012, qui n’était jusque là visible qu’aux concerts. En décembre, l'album est certifié disque d'or pour plus de 50 000 exemplaires vendus en France[18].
En février 2018, Camille est récompensée aux Victoires de la musique dans la catégorie « meilleur spectacle musical, tournée, concert de l’année ». Il s’agit de son cinquième trophée dans l’histoire de la compétition[19].
En mars 2018, Camille est accusée par l'artiste Yvon Guilcher d'avoir repris abusivement sa chanson Je mène les loups, composée en [20]. Le morceau figure sous le titre Les Loups sur l'album Ouï[21]. Camille présente cette chanson comme « traditionnelle », ne mentionnant aucune provenance[20]. Yvon Guilcher ne réclame pas de compensation financière[22] mais il demande que la chanson lui soit correctement attribuée[21]. Il requiert également une rectification musicale et le respect de la danse traditionnelle qui est associée à cette chanson[22]. Camille répond toutefois avoir agi de bonne foi en pensant que la chanson était traditionnelle et qu'une vérification auprès de la Sacem n'avait pas pu permettre d'infirmer cette croyance[23].
Elle fait également la voix française du personnage de Colette dans Ratatouille, un film du studio d'animation Pixar, sorti en août 2007. Elle interprète aussi la chanson Le Festin du générique de ce film.
En 2021, elle réalise son film autobiographique Comme un poisson dans l'air. Il s'agit d'un "documentaire musical" sur la deuxième grossesse de la chanteuse[31],[32].
Elle a deux enfants, Marius et Lila, avec le musicien Clément Ducol[33]. Sorti en , son documentaire Comme un poisson dans l'air — dont elle est la réalisatrice — est centré sur sa deuxième grossesse[34].
Camille a l'habitude de marcher pieds nus[35], notamment pendant ses concerts[36].
En désaccord avec le système de l'Éducation nationale et « son organisation pyramidale et ses règles figées » et se disant « choquée par la dérive consumériste suivie par l’école », Camille a inscrit ses enfants dans une école Montessori[2].
En , elle saisit — avec d'autres personnalités, notamment Juliette Binoche — le Conseil d'État car elles « reprochaient à la 5G d'être potentiellement dangereuse pour la santé et nuisible pour l'environnement et visaient à stopper son déploiement »[37].
Le concert du au Zénith de Paris, mis en ligne en temps réel et proposé au téléchargement durant la semaine suivante. On y trouve également Too Drunk to Fuck, une première version de Aujourd’hui, ainsi qu’une reprise de Yes We Can Can de The Pointer Sisters.
Une Live Session composée d’arrangements concert de cinq chansons de l’album Music Hole, sortie sous forme de LP le .
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2020 : Lettre à Vichy de Laetitia Carton ; elle apparaît à la fin de ce documentaire produit pour la télévision, où elle anime une performance chantée.
[entretien] Vanessa Schneider, « Camille : « Je veux la reconnaissance pour toutes les femmes qui se sont tues » », Le Monde, (lire en ligne, consulté le ).