Camille Japy apparaît pour la première fois au cinéma en 1990 dans Dames galantes de Jean-Charles Tacchella. Elle fait ensuite des apparitions dans Metisse (1993, Mathieu Kassovitz), Chacun cherche son chat (1995, Cédric Klapisch) ou encore Le Cri de la soie (1996, Yvon Marciano). Mais c'est en 1998 qu'elle est révélée dans Nos vies heureuses de Jacques Maillot. Elle y incarne Emilie, une jeune femme moderne et idéaliste.Elle continue dans le registre de la comédie dramatique avec Le Monde de Marty (1999, Denis Bardiau), dans lequel elle interprète la mère d'un enfant malade. La même année, elle est l'épouse de Charles Berling dans un film policier sombre, Scènes de crimes de Frédéric Schoendoerffer. En 2000, elle interprète une femme au bord de la crise de nerfs dans Electroménager de Sylvain Monod.Dans Les Fantômes de Louba, Martine Dugowson offre à l'actrice un rôle à contre-emploi. Camille Japy y campe une femme légère, insouciante et charnelle. Elle retrouve un rôle atypique -celui d'une employée de la morgue- dans J'ai tué Clémence Acéra (2000, Jean-Luc Gaget).En 2002, elle est plongée au coeur d'une aventure rocambolesque dans la comédie Toutes les filles sont folles de Pascale Pouzadoux.
En 2001, Les Fantômes de Louba de Martine Dugowson offre à l'actrice un rôle à contre-emploi. Camille Japy y campe une femme légère, insouciante et charnelle. Elle retrouve un rôle atypique - celui d'une employée de morgue - dans J'ai tué Clémence Acéra de Jean-Luc Gaget. Elle poursuit l'exploration de personnages forts dans Douches froides (2005) d'Antony Cordier, avant d'enchaîner avec la comédie Odette Toulemonde, premier film réalisé par l'écrivain Eric-Emmanuel Schmitt.
Le cinéaste Marc Fitoussi lui permet ensuite de vivre La Vie d'artiste (2006) aux côtés de Sandrine Kiberlain et Emilie Dequenne. Camille Japy joue pour la première fois dans un "blockbuster", Taken (2008) de Pierre Morel, avant d'enchaîner avec Coeur animal, où elle se met dans la peau d'une femme torturée. Elle prend le soleil dans la comédie La Croisière (2010) et s'arrête à l'Ile de Ré, où elle rencontre Lambert Wilson et Fabrice Luchini, pour Alceste à bicyclette (2013).
