Родился 11 мая 1916 г. в местечке Ирия-Флавия, муниципалитет Падрон, провинция Ла-Корунья (Галисия, Испания). В 1925 г. семья переехала в Мадрид.
В 1931 г. у Селы обнаружили туберкулез, и он был отправлен на лечение в санаторий в Гвадарраме (провинция Мадрид). В это время он много времени посвящал чтению классической испанской литературы, а также авторов "поколения 1898 года" (так называли группу писателей, чье мировоззрение сложилось под влиянием поражения Испании от США в войне 1898 г., по итогам которой она лишилась своих колоний в Америке, а также Гуама и Филиппин).
В 1934 г. поступил на медицинский факультет Мадридского университета Комплутенсе. Однако вскоре Камило Хосе Села потерял интерес к медицине и стал посещать лекции на факультете философии и гуманитарных наук того же университета, где одним из преподавателей был известный поэт Педро Салинас. Там же он познакомился и с другими выдающимися испанскими литераторами, среди которых Алонсо Самора Висенте, Мария Самбрано и Мигель Эрнандес. В это время Села принял решение всерьез заняться литературой. Позднее, в 1940 г., он начал изучать право в Мадридском университете Комплутенсе, однако не завершил обучение.
Во время гражданской войны 1936-1939 гг. воевал на стороне националистов под предводительством генерала Франсиско Франко и был ранен.
В 1938 г., в разгар войны, вышел его первый сборник стихов "Попирая свет неверный дня".
Всеобщую известность Камило Хосе Селе принес роман "Семья Паскуаля Дуарте". Книга была запрещена цензурой в Испании, так как описывала трагическую судьбу обычных испанцев после окончания гражданской войны, нищету и обреченность жизни испанской деревни. Однако в 1942 г. она была опубликована небольшим тиражом в Аргентине и быстро приобрела популярность. Впоследствии книга претерпела около 80 переизданий на испанском языке, а всего была издана более 130 раз в разных странах мира. Этим произведением было положено начало новому направлению в испанской литературе – тремендизму (от исп. tremendo - "ужасный, страшный"), разновидности натурализма, в котором большое внимание уделяется описанию жестокости и несправедливости окружающего мира. Роман "Семья Паскуаля Дуарте" называют вторым по популярности произведением испанских писателей после "Дон Кихота" Мигеля Сервантеса.
В 1943-1944 гг. работал цензором при правительстве Франко.
В 1947 г. прошли две выставки картин и рисунков Селы.
В 1951 г. в Буэнос-Айресе (Аргентина) был опубликован еще один ставший известным роман писателя - "Улей", который сразу же был запрещен в Испании. В нем изображена тяжелая и бессмысленная жизнь простых мадридцев в 1940-е гг. при режиме Франко. В 1982 г. по этому произведению был снят фильм (в России известен под названием "Рой"), получивший высшую награду Берлинского кинофестиваля. Камило Хосе Села выступил в качестве сценариста ленты, а также сыграл одну из ролей.
В 1954 г. переехал на о. Майорка (Мальорка), где прожил до конца 1980-х гг.
В 1956 г. стал основателем и редактором литературного журнала "Папелес де Сон Армаданс" ("Записки из Сон Армаданса" — старинного квартала в Пальма-де-Майорка), который издавался до 1979 г. В нем публиковались художественные произведения авторов, не согласных с режимом Франко. Всего за это время вышло 276 номеров журнала.
В период перехода Испании к демократии (1975-1982) участвовал в политической жизни страны. В 1977 г. король Хуан Карлос I назначил Селу сенатором Учредительных кортесов (двухпалатного парламента), которые занимались разработкой новой демократической конституции. Его мандат в качестве сенатора завершился в 1979 г.
В 1986 г. он основал "Фонд Камило Хосе Села", в который передал все свои рукописи, книги, личные документы, художественные работы и коллекцию произведений искусства.
В 1989 г. был удостоен Нобелевской премии по литературе "за выразительную и мощную прозу, которая сочувственно и трогательно описывает человеческие слабости". Член Шведской академии Кнут Анлунг, представляя лауреата, заявил, что "Села обновил и оживил испанский язык так, как мало кому в наше время удалось бы это сделать".
Среди других его престижных наград - премия принца Астурийского по литературе (1987) и премия имени Сервантеса (1995).
В 1996 г. король Хуан Карлос I удостоил Селу почетного наследного титула маркиза Ирии-Флавии за его вклад в испанскую литературу.
Камило Хосе Села был членом Королевской академии испанского языка, почетным доктором Сиракузского университета (США), Бирмингемского университета (Великобритания), университета имени Джона Кеннеди (Аргентина), университета Пальма-де-Майорка и университета Сантьяго-де-Компостела (Испания), Межамериканского университета (Пуэрто-Рико) и Еврейского университета в Иерусалиме.
До конца жизни продолжал активно заниматься литературным творчеством. Всего он написал 14 романов, множество рассказов, сказок, эссе и стихов. Также Села много путешествовал по Испании и другим европейским странам, побывал в Африке, Южной Америке и США. По итогам этих путешествий им было написано 17 книг путевых очерков.
С 1944 по 1990 г. состоял в браке с Марией дель Росарио Конде Пикавеа. В 1991 г. женился во второй раз на Марине Кастаньо Лопес, с которой прожил до конца жизни. Сын от первого брака Камило Хосе (род. в 1946 г.).
Камило Хосе Села умер 17 января 2002 г. в возрасте 85 лет в Мадриде. Похоронен в своем родном городе Ирия-Флавия.