Belle nasceu como Camilla Belle Routh em Los Angeles, Califórnia, para Deborah, uma designer de moda, e Jack Wesley Routh, que compôs música country e é dono de uma empresa de construção. Sua mãe é brasileira e seu pai, que é de Kingman, Kansas, tem ascendência inglesa, alemã e francesa. Camilla é filha única. Ela foi batizada em homenagem a uma personagem interpretada por Renata Sorrah na novela brasileira favorita de sua mãe, o Cavalo de Aço (1973). No entanto, a maioria das pessoas a chama pelo nome do meio Belle.
Ela freqüentou a Escola Primária Católica de St. Paul, no oeste de Los Angeles, e depois frequentou a escola de elite Marlborough School, em Los Angeles. Na escola, ela estudou piano clássico e gostava de línguas. Ela sabe falar fluentemente português.
Camilla apareceu em um comercial de impressão nacional antes da idade de 1. Aos 5 anos, ela apareceu em dois filmes de TV Trouble Shooters: Trapped Beneath the Earth (1993) e Empty Cradle (1993). Por causa de seu trabalho, ela nunca completou um ano inteiro de escola. Então, aos 13 anos, ela tirou uma folga para se concentrar em seus estudos. Ela voltou ao trabalho quando tinha 16 anos, com um papel principal no filme A Balada de Jack e Rose (2005). O papel que proporcionou sua primeira grande exposição foi o 10.000 aC de Roland Emmerich (2008).
De 2006 a 2008, ela teve um gostinho do mundo de sua mãe com alguns trabalhos de moda - ela modelou para a fragrância Princesa de Vera Wang.
Camilla também está envolvida em várias instituições de caridade e é porta-voz internacional de "Kids With A Cause".
