Après des débuts dans la marine marchande, Earl Cameron se voit bloqué à Londres en 1939 lors du début de la Guerre (mais pour des raisons sentimentales).
En 1942, il change de carrière et devient comédien. Il se produit alors sur scène, et rencontre l'acteur Patrick McGoohan, un acteur qu'il retrouvera dans les années 60 sur les séries le prisonnier et destination danger.
En 1951, après avoir pris des cours de diction avec Armanda Ira Aldridge, il fait ses débuts au cinéma en 1951 dans Les Trafiquants de Dumbar. Il devient l'un des premiers (si ce n'est le premier) acteur noir britannique à faire carrière dans le cinéma, en tout cas dans un premier rôle. Sa prestation est notée et acclamé par les critiques.
On le retrouve ensuite en 1955 dans Simba, et la même année dans Safari, deux films traitant de la rébellion Mau Mau au Kenya.
Il a joué depuis lors dans de nombreux films, dont Opération Scotland Yard (1959), Tarzan le magnifique (1960), flammes dans la rue (1961), le défi de Tarzan (1963), Les Canons de Batasi (1964), Opération Tonnerre (1965), le message (1976), et plus récemment L'Interprète (2005) ou bien encore The Queen (2006).
 
En 2009, il est fait commandeur de l'Ordre de l'Empire Britannique.