Studiò materie umanistiche come poesia, filosofia, matematica e anche architettura. Non appena eletto al soglio di Pietro, suo zio papa Innocenzo X lo nominò generale delle armate pontificie e successivamente lo nominò cardinale nel concistoro del 14 novembre 1644 col titolo diaconale di Santa Maria in Domnica con una dispensa particolare per non aver ricevuto gli ordini sacri. Per poter ad ogni modo avere voce in capitolo nei conclavi, venne obbligato a ricevere gli ordini sacri che vennero concessi dal papa motu proprio il 13 gennaio 1645. Dal 10 ottobre 1645 divenne prefetto del Tribunale della Signatura Apostolica di Grazia e Giustizia.
Contro il volere di sua madre smise la porpora il 21 gennaio 1647 per sposare il 10 febbraio dello stesso anno Olimpia Aldobrandini, principessa di Rossano, vedova del principe Paolo Borghese (1624-1646). In quello stesso anno ottenne il titolo di principe sul feudo di San Martino al Cimino.
Nel 1651 acquistò dal cardinale Francesco Barberini le terre di Valmontone, Lugnano e Montelanico: in particolare a Valmontone mise in atto un processo di rinnovamento del paese, compresa la costruzione di un nuovo palazzo[1].
Morì a Roma il 26 luglio 1666 nel suo palazzo di via Lata.
Matrimonio e figli
Camillo Francesco Maria e Olimpia Aldobrandini ebbero cinque figli:
Giambattista (1648-1709), II principe di San Martino al Cimino e Valmontone, sposò Violante Facchinetti. La figlia Olimpia (1672-1731) sposò Filippo II Colonna, principe di Paliano, figlio di Maria Mancini.
Flaminia (1651-1709) sposò Bernardino Savelli, Duca di Castelgandolfo senza avere discendenza; Niccolò Francesco Pallavicini, Principe di Civitella senza averne discendenza.
Anna (1652-1728) sposò Giovanni Andrea III Doria, Principe di Melfi: da qui ha origine i Doria Landi Pamphili.