1910'da dışarıdan sınava girerek orta birinci sınıfta öğrenim görme hakkı elde etti. Erzurum'da başladığı ortaokulu, babasının mal müdürü olarak bulunduğu Refahiye'de bitirdi. Refahiye'de iken Erzurum'un işgal edildiği haberini alan babasının kalp sektesinden ölmesi üzerine aile, Refahiye'den ayrılmak zorunda kaldı. Annesiyle önce Sivas'a sonra Kayseri'ye göç etti. Bir süre Bursa'da matematik öğretmeni olan ağabeyi Hüsnü Bey'in yanında bulundu, ardından İstanbul'a giderek öğrenimine devam etti. İstanbul Erkek Öğretmen Okulu'nda okuyan Kemalettin Kamu'nun, bu yıllarda yazdığı şiirleri Süleyman Nazif'in gazetesinde yayımlandı. İstanbul'un işgali üzerine ünlü "Gurbet" şiirini kaleme aldı ve işgal altındaki şehri terkedip Ankara'ya gitti. İzmir'in işgali üzerineyse "Türk'ün İlahisi" adlı şiirini yazan şairin Türk Kurtuluş Savaşı yıllarında yazdığı şiirler okul kitaplarına girdi, yurt genelinde tanınan ve sevilen bir şair oldu. Kimi şiirleri bestelenip şarkı veya marş oldu. İstiklâl Marşı seçimine de katıldı.
Çankaya isimli şiiri ile Cumhuriyete olan bağlılığını bir dini inanca dönüştürmüştür. Büyük tepki toplayan Çankaya şiirinin Yozgat milletvekili olan Ahmet Cevdet Taflıoğlu'na ait olduğunu söylense de bu şiirin Kemalettin Kamu tarafından 1934 tarihinde Hâkimiyet-i Milliye gazetesinde yayınlandığı ifade edilmektedir.
Kemalettin Kamu, Ankara'da Matbuat Genel Müdürlüğü'nde çalıştı. Kısa süre sonra başyazar oldu ve ajansın 11 kişilik kurucular heyeti içinde yer aldı.
25 yaşında âşık olduğu genç kız ile evlenme hazırlığında iken bir anlaşmazlık sonucu evlilikten vazgeçti ve ömrü boyunca yalnız yaşadı."İntizar” adlı ünlü şiirini hayalkırıklığı ile sonuçlanan bu ilişkisi üzerine yazdı.
1933 yılında Anadolu Ajansı temsilcisi olarak gittiği Paris'te Siyasal Bilimler alanında eğitim gördü. Soyadı Kanunu çıkınca "bir ülkede yaşayanların tamamı" anlamına gelen Kamu'yu seçti. 1938 yılında öğrenimini tamamlayıp Paris'ten dönünce önce İstanbul'a, sonra Ankara'ya gitti. Şiirlerinin yanı sıra ekonomi ile ilgili çalışmalar da yaptı.
1939'da Rize milletvekili olarak meclise girdi. 6. 7. dönemlerde Rize, 8. dönemde Erzurum milletvekili olarak TBMM'de yer aldı. Bir yandan da Türk Dil Kurumu'nda "terim kolu başkanlığı" yaptı.
Bir süre sonra annesini kaybedince tüm sevgisini yeğenlerine verdi. Ankara'da ani bir kalp krizi ile hayatını kaybetti. Ankara Cebeci Mezarlığı'na defnedildi.