Campanella syntyi Stilossa, Calabrian provinssissa, Italiassa. Hän oli köyhän ja lukutaidottoman suutarin poika, mutta hänestä tuli lapsinero. Hän liittyi dominikaaniseen sääntökuntaan ennen viidettätoista ikävuottaan ja otti nimen Veli Tommaso Tuomas Akvinolaisen kunniaksi. Hän opiskeli teologiaa ja filosofiaa useiden opettajien johdolla.
Campanella irtautui jo varhain aristoteelisesta oikeaoppisuudesta ja viehättyi Bernardino Telesionempirismistä. Tämä opetti, että tieto on aistimus tai tunne, ja että kaikki asiat luonnossa omaavat aistimuksia. Campanella kirjoitti ensimmäisen teoksensa, Philosophia sensibus demonstrata ("Aistien todistama filosofia"), Telesion puolustukseksi. Se julkaistiin vuonna 1592. Napolissa Campanella tutustui myös astrologiaan. Astrologisista pohdiskeluista tuli usein toistuva teema hänen kirjoituksissaan.
Campanellan heterodoksiset näkemykset, erityisesti Aristoteleen auktoriteetin vastustaminen, saattoi hänet ristiriitaan kirkon johdon kanssa. Hänet ilmiannettiin inkvisitiolle ja hän joutui kuultavaksi Pyhän Istuimen eteen Roomaan. Hänet eristettiin luostariin vuoteen 1597 saakka.
Vapautumisensa jälkeen Campanella palasi Calabriaan, jossa hänestä tuli Espanjan valtaa vastustaneen salaliiton johtaja. Campanellan tavoitteena oli perustaa yhteisö, joka perustui tavaroiden ja vaimojen yhteisomistukseen, sillä hän näki Joakim Florislaisen profetioihin ja hänen omiin astrologisiin havaintoihinsa perustuen, että Hengen Aika oli koittamassa vuonna 1600. Kaksi hänen salaliittotoveriaan kuitenkin pettivät hänet, ja hänet vangittiin ja vietiin Napoliin. Hän teeskenteli olevansa mielisairas ja vältti kuolemanrangaistuksen. Silti hänet tuomittiin elinkautiseen vankeuteen.
Campanella vietti 27 vuotta vangittuna. Tänä aikana hän kirjoitti merkittävimmät teoksensa: Espanjan monarkia (1600), Poliittisia aforismeja (1601), Atheismus triumphatus (1605–1607), Quod reminiscetur (1606?), Metaphysica (1609–1623), Theologia (1613–1624), sekä tunnetuimman teoksensa, Aurinkokaupunki (1623). Hän jopa puuttui ensimmäiseen Galileo Galileita vastaan suunnattuun oikeudenkäyntiin teoksellaan Puolustuspuhe Galileolle (1616).
Lopulta vuonna 1626 paavi Urbanus VIII ja Espanjan kuningas Filip IV vapauttivat Campanellan. Pyhän istuimen määräyksestä hänet vietiin ensin joksikin aikaa Roomaan, ja lopulta vuonna 1629 hänet vapautettiin täysin. Hän asui Roomassa vielä viisi vuotta ja toimi Urbanus VIII:n avustajana astrologisissa asioissa.
Vuonna 1634 Calabriassa syntyi uusi ongelmia aiheuttanut salaliitto, jota johti yksi Campanellan seuraajista. Hän pakeni Ranskaan, jossa hänet otettiin suosiolla vastaan Ludvig XIII:n hovissa. Hänen suojelijanaan toimi kardinaali Richelieu, ja hän sai kuninkaalta eläkkeen. Hän vietti viimeiset päivänsä Saint-Honorén luostarissa Pariisissa. Hänen viimeinen teoksensa oli runo Ecloga in portentosam Delphini nativitatem, joka juhlisti Ludvig XIV:n syntymää.
Campanella, Tommaso: Aurinkokaupunki (La città del Sole, 1602). Teoksessa Lahtinen, Mikko (toim.): Matkoja utopiaan. (Suomentaneet Pia Mänttäri, Topi Makkonen, Petri Koikkalainen ja Tuukka Tomperi) Tampere: Vastapaino, 2002. ISBN 951-768-058-9
