Kamilla Cardoso est originaire de Montes Claros, au Brésil. Au lycée, elle joue au basket-ball pour la Hamilton Heights Christian Academy à Chattanooga dans le Tennessee[2]. En tant que senior, elle récolte en moyenne 24,1 points, 15,8 rebonds et 9,2 contres par match.
Kamilla Cardoso se retrouve immédiatement dans le cinq majeur de l'équipe de Syracuse. Elle réalise en moyenne 13,6 points, huit rebonds et 2,7 contres par match, devenant ainsi la première joueuse de l'histoire du programme nommée Freshman de l'année en Atlantic Coast Conference (ACC)[5]. Elle partage le titre de meilleure défenseuse de l'année de l'ACC avec Lorela Cubaj et est nommée dans première équipe All-ACC par le Blue Ribbon Panel[6].
À l'issue de la saison, Kamilla Cardoso est transférée en Caroline du Sud[7]. Elle perd son poste de titulaire derrière Aliyah Boston et obtient des moyennes de 5,4 points et 5,1 rebonds par match, aidant son équipe à remporter le championnat national[8].
Au cours de sa saison junior, elle récolte en moyenne 9,8 points et 8,5 rebonds par match en sortie de banc. Elle est nommée sixième femme de l'année de la Southeastern Conference (SEC) et deuxième équipe All-SEC[9].
Kamilla Cardoso représente le Brésil à l'AmeriCup féminine FIBA 2021 à Porto Rico. Elle récolte en moyenne 9,9 points et huit rebonds par match, aidant ainsi son équipe à remporter la médaille de bronze[11].
En 2022, elle est nommée MVP du Championnat sud-américain de basket-ball en Argentine, remporté par le Brésil. Elle totalise en moyenne 14,8 points, 11,4 rebonds et 2,6 contres par match dans le tournoi[12].
Kamilla Cardoso mène le Brésil à la médaille d'or de l'AmeriCup féminine FIBA 2023 au Mexique. Elle est nommée MVP du tournoi avec une moyenne de 10,9 points et 8,3 rebonds par match. Elle enregistré 20 points et 11 rebonds lors de la victoire contre les États-Unis en finale, 69 à 58[13].