Camille Cayol suit une formation de comédienne de 1990 à 1994 au Conservatoire national supérieur d’art dramatique de Moscou (MKHAT) sous la direction d’Oleg Tabakov.

En Russie, elle est comédienne permanente au Théâtre d’Oleg Tabakov (Moscou) de 1994 à 2001. Elle joue dans Biloxi-blues de Neil Simon, Une Histoire ordinaire d’Ivan Gontcharov et Le Toit d’Alexandre Galin mis en scène par Oleg Tabakov. Elle collabore à plusieurs reprises avec A. Marin (L’Idiot de Fiodor Dostoïevski et Nous autres d’Ievgueni Zamiatine), A. Gitinkin (Les Confessions de l’aventurier Félix Krull de Thomas Mann et Le Névrosé d’Alexandre Minchin) et L. Rochkavanne (La Prière de Fernando Arrabal et Les Veilles de Bonaventura). Elle joue également dans Chambre obscure de Vladimir Nabokov mis en scène par A. Kouzntzov et Le Rêve prémonitoire de P. Gladilin dans une mise en scène de l’auteur.

Au théâtre, elle joue dans L’Orage d’Alexandre Ostrovsky mis en scène par Macha Makaieff (Laboratoires d’Aubervilliers), suit un atelier sur Philippe Minyana dirigé par Elisabeth Chailloux au Théâtre des Quartiers d’Ivry et un atelier dirigé par Declan Donnellan sur la vie quotidienne pendant la Guerre Froide au Théâtre de l’Odéon. Elle joue avec Declan Donnellan dans une version en russe des Trois soeurs d’Anton Tchekkov et dans Andromaque de Jean Racine. Elle continue de travailler avec Donnellan dans Ubu Roi d'Alfred Jarry. Elle est l’une des interprètes de Fantômes, spectacle de danse d’Isabelle Catalan.

En France, elle joue au cinéma dans L’Éclaireur de Dgibril Glissant, Mystification ou L’Histoire des portraits d’après Denis Diderot et dans Cap Nord réalisés par Sandrine Rinaldi, Étoile violette d’Axelle Roppert, Longtemps après la dernière note de Mario Fanfani, La Guerre est déclarée de Valérie Donzelli et Le Rêve de Frédérique court métrage de Mélanie Gerin et Franck Henry.