Нили родился в городе Комокс, провинция Британская Колумбия. После удачного сезона в команде «Portland Winter Hawks» в возрасте восемнадцати лет на драфте был избран 9-м в команду Ванкувер Кэнакс. В Ванкувере отыграл три сезона и в 1986 году был перекуплен в Бостон Брюинз за Барри Педерсона. В первом же сезоне за новую команду сразу стало понятно, что был совершён достаточно выгодный обмен (забил 36 голов, набрав в общей сложности 72 очка, что вдвое больше, чем в прошлом сезоне).
В сезоне 1993—1994 забросил 50-й по счёту гол в 44-м матче (такого достижения добивался только Уэйн Гретцки). Этот неофициальный подсчёт голов ведётся с самого первого матча до пятидесятого. Рекорд Нили смогли повторить ещё три игрока: Александр Могильный, Яри Курри и Бобби Халл. В конце сезона за высокое спортивное мастерство и верность хоккею игрок получил награду Билл Мастертон Трофи.
12 января 2004 года 8-му номеру Кэма Нили был дан статус неиспользуемого. То есть, ни один игрок команды Бостон Брюинз никогда не сможет под ним выступать.
В 2005 году Нили был включён в Зал хоккейной славы.
25 сентября 2007 года Кэм Нили был назначен на должность вице-президента, а 16 июня 2010 года — президента команды Бостон Брюинз.