Camille Cottin wurde als Tochter des Künstlers Gilles Cottin (* 1946; † 2022[1]) in Paris geboren. Ihre Patentante ist Schauspielerin Loubna Abidar. Ab ihrem zwölften Lebensjahr wohnte Cottin bei ihrer Mutter und ihrem Stiefvater in England, wo beide ein Theatercafé besaßen.[2] Sie besuchte das Lycée Français Charles de Gaulle in London[3] und kehrte nach Ende der Schulzeit nach Frankreich zurück, wo sie Englisch studierte. Dieses Studium schloss sie mit einem Master ab und arbeitete anschließend als Gymnasiallehrerin. Sie belegte Kurse an der Schauspielschule (École de théâtre et d’art dramatique Jean Périmony) und spielte kleinere Rollen in Filmen und Fernsehserien. Im Jahr 2009 wurde sie Mitglied der Theatergruppe um Pierre Palmade.[4]
Einem breiteren Publikum wurde sie durch ihre Rolle in der Serie Connasse bekannt, die 2013 auf Canal + ausgestrahlt wurde. Die gleiche Rolle übernahm sie in der 2015 veröffentlichten Komödie Harry Me! The Royal Bitch of Buckingham, die auf der Sketchserie beruht. Dafür wurde sie bei der Verleihung des nationalen Filmpreises César 2016 mit einer Nominierung als beste Nachwuchsdarstellerin bedacht.
Cottin ist mit einem Architekten verheiratet. Das Paar hat zwei Kinder.