Casado aos 16 anos, abandona a mulher, vai para o Porto e começa um curso de medicina, mas desiste dos estudos. Ingressa no jornalismo em 1848 e, dois anos depois, matricula-se no seminário do Porto, que logo troca pela vida boêmia.
Tem inúmeros casos amorosos, até se apaixonar por Ana Augusta Plácido. Casada com um comerciante, ela abandona o marido e vai viver com Camilo. Os amantes são presos por adultério em 1861. Amor de Perdição é escrito na cadeia em duas semanas e publicado no ano seguinte.
O livro, sua obra mais conhecida, conta uma paixão que leva o protagonista ao crime e ao exílio. Em 1864 morre o marido de Ana Plácido. Ela e Camilo mudam-se para São Miguel de Seide. Nesse ano é publicado Amor de Salvação. A última fase da vida do escritor acumula tragédias: quase cego, com um filho louco e muitos problemas financeiros. Perde a esperança de recuperar a visão e se suicida com um tiro.