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Camilla Mattei devient une soprano de renom, à l'instar de sa sœur aînée présumée Colomba. Les jeunes chanteuses sont d'origine romaine.
Les deux cantatrices se retrouvent sur scène dans Lucio Vero de Jommelli, présenté à Milan en 1754, et chantent aussi un opéra de Sammartini. Camilla est seconda donna, avec les castrats sopranos Tedeschi et Luini. En 1758-59, elle paraît au premier plan à Venise, dans Ezio de Pescetti au San Benedetto. Elle rejoint le San Samuele pour Demetrio de Perez, entre autres, présenté en 1761. Après avoir chanté à Milan, Camilla Mattei est à Turin comme première chanteuse avec Cecilia Grassi et Manzuoli en 1764. À Venise, entre 1763 et 1766, la soprano chante avec les castrats Elisi, puis Reina, Manzuoli, comme prima donna, notamment dans Nitteti de Sarti et d'autres pièces de Galuppi, Latilla ou encore Schiroli. Elle chante aussi La Pace di Mercurio de Traetta, pour célébrer les noces de Léopold et Marie-Louise. Elle retrouve Venise en 1769-70.
Camilla Mattei chante Scipione in Cartagine de Sacchini à Munich puis Padoue avec Potenza et D'Ettore en 1770. Entre 1772 et 1773, elle chante à Padoue, Bologne puis Livourne avec le ténor Afferri. Revenue dans sa fidèle ville de Venise, elle chante Armida dans Rinaldo de Tozzi en 1775, avec les castrats Tenducci, Francesco Ceccarelli et le ténor Ansani.

La soprano est souvent désignée comme vénitienne, ce qui n'est apparemment pas le cas mais s'explique par sa présence quasiment continue dans la ville durant les années 1760. Burney l'évoque sans commenter son chant ; il n'y a cependant aucun doute qu'elle dispose d'une voix de soprano plutôt aiguë, au contre-ut facile, et plutôt versée dans la haute virtuosité.
En 1761, le Florentin P. Viviani fait le bilan des meilleurs interprètes (rapporté par Croce) du moment et précise : « comme prima donna, il n'y a pas de meilleur choix que Camilla Mattei, et qu'Agata Colizzi, fixée à Florence. »