Fille d'un haut fonctionnaire des chemins de fer, Camilla Horn a reçu son éducation en Allemagne et en Suisse. Elle s'est d'abord formée au métier de couturière et a acquis sa première expérience professionnelle dans un salon de mode à Erfurt. Ce n'était qu'un tremplin vers une carrière artistique qui a débuté par des cours de danse à Berlin et des études de théâtre auprès de Lucie Höflich. Camilla, élancée, blonde et d'une beauté frappante, a bientôt participé à des revues de cabaret mises en scène par Rudolf Nelson. En 1926, elle était engagée comme figurante à l'Ufa, où elle a été repérée par le réalisateur F.W. Murnau, qui voyait en elle l'incarnation idéale de Gretchen pour sa production magistrale de Fausto (1926). Ce rôle l'a propulsée vers la célébrité instantanée. En moins d'un an, elle a été signée par United Artists à Hollywood, où elle s'est liée d'amitié avec Charles Chaplin et, plus important encore, avec le président du studio Joseph M. Schenck. L'amitié avec Schenck aurait peut-être débouché sur une aventure – selon la version qu'on veut croire – mais elle a en tout cas abouti à deux rôles de vedette très en vue aux côtés de John Barrymore dans les mélodrames passionnés Tempestad (1928) et Amor eterno (1929), tous deux produits par Schenck. Aucun de ces deux films n'a connu le succès commercial.
Avec l'arrivée du cinéma parlant, Camilla est retournée en Europe, faisant de brèves apparitions sur scène à Londres et à Paris, avant de reprendre sa carrière cinématographique en Allemagne. Au fil des années 1930, elle a rarement refusé un rôle, incarnant tour à tour des baronnesses et des mannequins de mode, des vamps et des « femmes déchues ». La qualité de ses films était inégale, mais plusieurs productions méritent d'être mentionnées, comme Hans in allen Gassen (1930) (aux côtés de Hans Albers), Fiesta en palacio (1934) et Payasos (1938) (dans le rôle d'une artiste de cirque, à nouveau avec Albers).
Durant cette décennie tumultueuse, Camilla a entretenu une longue liaison avec le chanteur Louis Graveure, son aîné de quinze ans. Cette histoire a pris fin en 1938, quand Graveure a été soupçonné d'espionnage par la Gestapo et s'est enfui en Angleterre en passant par la Côte d'Azur. Après que sa luxueuse villa berlinoise ait été saccagée à la recherche de preuves inexistantes, les critiques virulentes de Camilla contre le régime nazi l'ont mise en grave danger. Elle a terminé la première moitié de sa carrière par trois films oubliés depuis longtemps, tournés en Italie. Ayant échoué dans sa tentative de fuite vers la Suisse, elle a gardé un profil bas et s'est même essayée à l'agriculture. Après la guerre, elle a travaillé comme interprète pour les forces d'occupation américaines en Allemagne. Camilla a effectué un retour réussi à la scène en 1948 dans une production à Francfort de « L'Aigle à deux têtes » de Jean Cocteau. Elle a consacré la seconde moitié de sa carrière artistique à incarner des grandes dames, des matriarchales et des femmes du monde aux passés colorés, au cinéma comme à la télévision. En 1974, elle a reçu le « Filmband in Gold » (aussi connu sous le nom de « Lola ») pour ses accomplissements tout au long de sa vie dans l'industrie cinématographique allemande. Dans son autobiographie de 1985, « Verliebt in die Liebe » (« Amoureuse de l'amour »), elle a joyeusement raconté ses mariages et ses liaisons.