Cameron édesapja, Emilio, az USA-ban született, kubai bevándorlók fia, olajfúró brigádvezetőként dolgozott. Édesanyja, Billie Early, német, angol, holland és cseroki felmenőkkel rendelkező amerikai születésű exportügynök volt. Egy testvére van, Chimene.
Tizenhat évesen egy hollywoodi partin figyelt fel rá egy fotós, aki azt tanácsolta neki, hogy jelentkezzen az Elite Modellügynökséghez.
Cameron megfogadta a tanácsot, elhagyta az otthonát, és az elkövetkező öt évben hivatásos modellként dolgozott, miközben folyamatosan váltogatta a lakhelyét. Élt többek között Japánban, Ausztráliában, Mexikóban, Marokkóban és Párizsban.
Huszonegy évesen visszatért Kaliforniába, ahol részt vett A Maszk című film szereplőválogatásán.
Annak ellenére, hogy semmilyen színészi tapasztalata nem volt, megkapta a női főszerepet Jim Carrey mellett. Az ezt követő három évben alacsony költségvetésű független filmekben szerepelt.
A Féktelen Minnesota című vígjátékban Keanu Reeves partnere volt, míg a Hullámzó kedélyek című thrillerben Harvey Keitel feleségét alakította.
1997-ben tért vissza a közönségfilmek világába az Álljon meg a nászmenet! című alkotásban, amelyben Julia Roberts oldalán játszott.
A People magazin 1998-ban és 2002-ben is beválasztotta a „Világ 50 leggyönyörűbb színésznője” közé.
Cameron nem végzett felsőfokú tanulmányokat, de ő lett Julia Roberts után a második színésznő, aki 20 millió dolláros gázsit kapott egy szerepéért.
