Campion fue hijo de Jacques Champion y Charlotte Bruget y representa un vínculo entre los estilos de composición Barroco y Clásico. No se sabe mucho sobre su primera educación musical en Lorena, pero es posible que haya sido alumno de Henri Desmarets. Dado que su padre estaba sirviendo en la corte de Lorena, su familia fue trasladada a Florencia, Italia, en 1737, al mismo tiempo que el ascenso al trono del Gran duque toscano Francisco de Lorena.  Posiblemente durante este período Campion entró en contacto con Giuseppe Tartini, quien fue su maestro. Su nombre fue italianizado como Carlo Antonio Campioni.

Medalla con la imagen de Charles-Antoine Campion

Desde 1752 a 1762, Campion fue maestro de capilla de la catedral en Livorno . Tuvo la suerte de ser amigo de algunos aristócratas y logró que su ópera "Venere placata"  (con libreto de Marco Coltellini) fuera representada en la Academia Avvalorati para la celebración en Livorno de la boda real de José II y la princesa Isabel de Parma en 1760. El 14 de febrero de 1763, el Gran Duque, sin tener en cuenta los procedimientos de selección normales, nombró a Campion Maestro de la Capilla de la Corte, que combinaba la de la Catedral y el Baptisterio. Es posible que el padre Giovanni Battista Martini, con quien Campion había estado en contacto anteriormente, aconsejara al Gran Duque que lo nominara, ya que ambos compartían la pasión por la música antigua.

Durante su empleo en Florencia, Campion se ganó el respeto de la sociedad cultural italiana y europea por su gusto y su colección de música antigua. Charles Burney lo menciona como un gran coleccionista en su "El estado actual de la música en Francia e Italia" , afirmando que su colección fue superada solo por la de Martini. En la década de 1760, viajó al extranjero para promover la publicación de su música. Imprimió su música en Amsterdam y París bajo su propia supervisión, y Walsh publicó sus obras en Londres.  Las ediciones de Walsh se difundieron en todo el mundo y fueron muy apreciadas por Thomas Jefferson, quien se convirtió en un gran coleccionista de las composiciones de Campion para violín, de las que incluso mantuvo un catálogo temático. 

En 1766 se casó con Margherita Perloz Brunet, pintora y experta clavecinista florentina pero de origen francés, a quien dedicó algunas de sus composiciones para teclado. Hay alguna información sobre su reunión en Florencia en 1770 con Wolfgang Amadeus Mozart, que en ese momento solo tenía catorce años, y tocó con él y Pietro Nardini, que era el director de música de la corte ducal.

Edición discográfica de obras de Charles-Antoine Campion

El marqués Eugenio di Ligniville participó en la regeneración de las actividades musicales florentinas y apoyó la nominación de Campion a Maestro de las Cortes Unificadas; también ganó con esta nominación y recibió el nombramiento de Superintendente de Música de la Cámara y Capilla Real. Sin embargo, en 1772, quizás impulsado por el deseo de atención o por una tendencia competitiva única en él, Ligniville le dijo al Gran Duque que no estuviera satisfecho con su estatus musical superior y acusó a Campion de no poder administrar la Capella. tanto económica como musicalmente. Esto podría haber sido un intento de tomar el trabajo de Campion. Las acusaciones no fueron apoyadas por muchos en la corte del Duque: Campion era muy querido por el propio Gran Duque Peter Leopold y sus oficiales. Logró reaccionar personalmente al ataque, y demostró su habilidad escribiendo el "Trattato teorico e pratico dell'accompagnamento del cimbalo con l'arte di trasportare in tutti i toni e sopra tutti gli strumenti", un tratado de composición dedicado al Gran duque. Durante el debate que duró cuatro años, el padre Martini se involucró indirectamente y, aunque personalmente estaba más cerca de Ligniville, el padre Martini confirmó el talento de Campion. Como resultado de sus excesivas acusaciones, en 1776 Ligniville fue despojado de sus responsabilidades y despedido, mientras Campion permaneció en su cargo y recibió muchos honores hasta su muerte a los 67 años de edad.

Campion fue un compositor prolífico que compuso muchas piezas instrumentales para clavecín y cuerdas, las cuales fueron mencionadas como de gran éxito en el extranjero por demostrar un estilo cromático excesivo, seguramente influenciado por su maestro Tartini.  Trabajó muy a menudo con la música sacra, en la que por el contrario demuestra un enfoque muy rígido del contrapunto. Muchas de sus composiciones sagradas tienen su origen en las celebraciones y la corte: por ejemplo, el "Réquiem" por la muerte de Francisco I de Lorena (1766), el "Te Deum" , para el nacimiento del heredero al trono Francisco II (1768), que requirió casi 200 intérpretes y el "Réquiem" por la celebración florentina de la muerte de María Teresa (1781). Curiosamente, hay pocas composiciones profanas de celebración de Campion, salvo la citada "Venere placata" para el matrimonio de Josef II, y la "Etruria fortunata" , escrita para Peter Leopold, que probablemente quedó inacabada debido a la muerte de Campion. También es importante mencionar las cantatas profanas no celebratorias "T'amo bell'idol mio" , para voz e instrumentos y la cantata epitálamica escrita para la familia Pichi.