Urodziła się w Londynie jako córka pochodzącej z Jamajki tancerki. W jej żyłach płynie domieszka krwi... chińskiej, a to za sprawą jej babki ze strony ojca, która nosiła panieńskie nazwisko Ming.
W wieku 5 lat zaczęła uczęszczać do szkoły tańca. W wieku lat 7 wystąpiła w teledysku grupy Bob Marley & The Wailers do piosenki "Is This Love". Gdy miała lat 10, przyjęto ją do szkoły baletowej w Londynie.
Karierę modelki rozpoczęła w 1986 roku. Rozwijała się ona błyskawicznie, bo jeszcze przed szesnastymi urodzinami twarz Naomi ozdobiła okładkę brytyjskiego wydania magazynu Elle. Wkrótce zaczęła pracować dla projektantów takich jak Gianni Versace czy Azzedine Alaïa. Już pod koniec lat 80. była jedną z najlepiej rozpoznawalnych modelek swojego pokolenia, obok Christy Turlington i Lindy Evangelisty, z którymi razem tworzyły słynne trio Trinity.
Początkowo borykała się z uprzedzeniami rasowymi. Jednak kiedy Dolce&Gabbana zamówili do sesji Turlington i Evangelistę, te odpowiedziały im: - Nie weźmiesz Naomi - nie dostaniesz nas. W 1987 roku znalazła się na okładce brytyjskiego Vouge'a jako pierwsza od 21 lat czarnoskóra modelka. Rok później została pierwszą w historii czarnoskórą cover girl wydania francuskiego.
Wraz z Cindy Crawford, Tatjaną Patitz, wspomnianymi już Turlington i Evangelistą oraz nieco od nich młodszą Kate Moss, Campbell należała do "Wielkiej Szóstki" supermodelek lat 90. Razem wystąpiły m.in. w teledysku do przeboju George'a Michaela Freedom! '90.
W 1992 roku pokazała się nago w słynnej sesji zdjęciowej do erotycznej książki Madonny Sex.
Naomi sama też wydała książkę pt.Łabędź (1994 r.), w rzeczywistości napisaną przez ghostwriterkę Caroline Upcher. Powieść nie odniosła jednak sukcesu. Podobnie było z płytą - piosenka Love and Tears z krążka Babywoman dotarła zaledwie na 40 miejsce w zestawieniu UK Charts.
Życie osobiste modelki było burzliwe. Nigdy nie wyszła za mąż, wielokrotnie zmieniała partnerów. W ciągu jej kariery można było zobaczyć ją m.in. z Mikem Tysonem, Robertem de Niro, z którym związek pełen był rozstań i powrotów. Spotykała się z basistą U2 Adamem Claytonem. Przez ostatnie 5 lat mieszkała w Moskwie z rosyjskim miliarderem Vladislavem Doroninem, ale, jak donoszą portale plotkarskie, rozstała się z nim z powodu jego uzależnienia od narkotyków.
Campbell zmagała się z uzależnieniem od kokainy, znana jest też ze swego wybuchowego charakteru, który usprawiedliwia faktem, iż wychowywała się bez ojca.
W ostatnich latach głośnym echem odbijała się informacja o jej rzekomej przyjaźni z oskarżonym o ludobójstwo byłym dyktatorem Liberii Charlesem Taylorem, a to za sprawą nieoszlifowanego czarnego diamentu, jaki miała od niego dostać po kolacji u Nelsona Mandeli. Modelka wypiera się tej znajomości.
Obecnie Campbell działa w organizacji Czerwonego Krzyża.
Wraz z Claudią Schiffer, Elle Macpherson i Christy Turlington prowadzi kawiarnie Fashion Cafe w Paryżu i Nowym Jorku. Ikoną popkultury stały się jej słynne buty na koturnie, zaprojektowane przez Vivienne Westwood, które są wystawione jako eksponat w Muzeum Wiktorii i Alberta w Londynie.
