A fost fascinat de filme de cand era copil si filmul care l-a influentat este 2001: A Space Odyssey, al regizorului Stanley Kubrick. In 1980 si-a facut debutul regizoral si scenaristic cu filmul Piranha 2: The Spawning.
Se spune ca nu s-a simtit prea bine in timpul filmarilor din Italia la acest film, avand cosmaruri, ceea ce l-a inspirat pentru urmatorul sau film – The Terminator (1984). Dupa The Terminator a scris in 1985 scenariul la Rambo: First Blood Part II, apoi a scris scenariul si a regizat Aliens. A urmat Point Break in 1991, la care a scris scenariul si pe care l-a produs, film regizat de viitoarea sa sotie Kathryn Bigelow. In acelasi anĀ a scris scenariul, a produs si a regizat Terminator 2: Judgement Day.
Urmatorul film a fost True Lies. Dupa ce a produs si a scris scenariul la Strange Days in 1995, Cameron a decis sa faca un film despre oameni mari cu mari arme. Dintr-o data insa a decis sa faca un film despre un mare vas si o mare bucata de gheata. Rezultatul a fostĀ Titanic (1997). Filmul a fost cea mai costisitoare productie si a strans peste 600 milioane de $ in SUA, si a inregistrat un record la nominalizarile Oscar, avand 14 nominalizari, castigand 11 premii.