Campillo kam in Marokko zur Welt, lebte jedoch während seiner Kindheit und Jugend in verschiedenen Ländern, da der Vater bei der Armee war. Schon früh interessierte er sich für Filme; prägend wurde Jean-Luc GodardsLemmy Caution gegen Alpha 60, den er im Alter von neun Jahren in einem Armee-Kino auf Madagaskar sah.[1] Im Jahr 1983 begann er ein Studium am Institut des hautes études cinématographiques (IDHEC), widmete sich nach seinem Abschluss jedoch zunächst aktiv dem Kampf gegen AIDS.
Im Jahr 2004 führte Campillo erstmals Regie: Im ZombiefilmLes revenants kehren Tote in ihr Dorf zurück und versuchen, sich in das normale Leben der Bewohner zu integrieren. Campillo war beim Film auch am Drehbuch und am Schnitt beteiligt. Auf dem auf Fantasyfilme spezialisierten Filmfestival Fantasporto gewann der Film zwei Preise und wurde auf dem Sitges Festival Internacional de Cinema Fantàstic de Catalunya für einen Preis als Bester Film nominiert. Im Jahr 2012 wurde der Film als Serie unter dem Titel The Returned adaptiert. Campillos zweite Regiearbeit wurde 2013 Eastern Boys – Endstation Paris um einen homosexuellen Pariser, der eine Beziehung zu einem jungen Ukrainer eingeht. Campillo gewann dafür den Preis der Sektion Orizzonti der Internationalen Filmfestspiele von Venedig 2013 für den besten Film. Zudem erhielt er eine César-Nominierung in den Kategorien Bester Film und Beste Regie.
