Belle nació como Camilla Belle Routh en Los Ángeles, California, de Deborah, diseñadora de moda, y Jack Wesley Routh, quien compuso música country y es dueño de una empresa de construcción. Su madre es brasileña y su padre, que es de Kingman, Kansas, tiene ascendencia inglesa, alemana y francesa. Camilla es hija única. Su nombre se debe a un personaje interpretado por Renata Sorrah en la telenovela brasileña favorita de su madre, Cavalo de Aço (1973). Sin embargo, la mayoría de la gente la llama por su segundo nombre Belle.

Paul's Catholic Elementary School en el oeste de Los Ángeles y, después, asistió a la escuela de élite Marlborough School en Los Ángeles. En la escuela, estudió piano clásico y le gustaban los idiomas. Habla fluidamente el portugués..

Camilla apareció en un comercial impreso nacional antes de cumplir un año y a la edad de 5 años apareció en dos películas de televisión Trouble Shooters: Atrapado Bajo la Tierra (1993) y Cuna Vacía (1993). Debido a su trabajo, nunca había completado un año completo de escuela. Así que, a los 13 años, se tomó un tiempo libre para concentrarse en sus estudios. Regresó al trabajo cuando tenía 16 años, con el papel principal en la película La balada de Jack y Rose (2005). El papel que le proporcionó su primera gran exposición fue el de Roland Emmerich, de 10.000 a.C. (2008).

De 2006 a 2008, conoció el mundo de su madre con algunos trabajos de moda - modeló para la fragancia Princesa de Vera Wang.

Camilla también participa en varias organizaciones benéficas y es portavoz internacional de "Kids With A Cause".