Camélia Jordana n’a que 16 ans lorsqu’elle se présente au casting marseillais de l’émission de télé crochet La Nouvelle Star. Les jurés, Philippe Manœuvre, André Manoukian, Lio et Sinclair, sont conquis et elle parvient à se hisser jusqu’en demi-finale. Eliminée le 2 juin 2009, elle reçoit le soir même un appel de Sony Music, et signe une semaine plus tard pour un album.

Pour réaliser son projet, elle collabore notamment avec Mathieu Boogaerts et l’auteur-compositeur Babx. Le disque, intitulé sobrement Camélia Jordana, sort le 29 mars 2010 avec comme premier single le titre Non non non. À sa sortie il se positionne 9e du classement albums et devient vite disque de platine (il se vendra à près de 120 000 exemplaires).

En 2012, elle fait ses premiers pas au cinéma dans le film La Stratégie de la poussette de Clément Michel. En 2013 elle joue aux côtés de Daniel Prévost dans le téléfilm Les mauvaises têtes, et incarne Laïla dans le prochain film de Pascale Ferran qui sort en 2014. En attendant son nouvel album, on peut l’entendre chanter en duo sur le single de Babx Je ne t’ai jamais aimé, exercice qui semble lui convenir parfaitement, et auquel elle s’est déjà prêtée aux côtés d’Alex Beaupain, Alain Chamfort ou André Manoukian.

Le 8 février 2019, elle remporte la Victoire de la musique de l’Album musiques du monde de l’année pour Lost.

En février 2021, elle reçoit une nomination pour le César de la meilleure actrice pour son rôle dans Les Choses qu’on dit, les choses qu’on fait.

En 2024, elle chante sur l’album MRA de la chanteuse tunisienne et américaine Emel Mathlouthi, avec une participation sur le titre Mazel.