Каменский родился в семье Василия Филипповича Каменского, смотрителя золотых приисков графа Шувалова. Он появился на свет в каюте одного из ходивших по Каме пароходов, капитаном которого был его дед по матери — Евстолии Гаврииловны — Гавриил Серебренников. Детство будущего поэта прошло в селе Боровское на Урале; когда ему еще не было и пяти лет он потерял родителей и воспитывался в семье тётки Александры Трущовой, сестры матери, муж которой — Григорий Семенович Трущов — служил управляющим буксирным пароходством Любимова в Перми. Детские годы прошли «среди пароходов, барж, плотов… крючников, матросов, капитанов».
Зарабатывать на жизнь пришлось рано: в 1900 году Каменский оставил школу и с 1902 по 1906 год работал конторщиком в бухгалтерии железной дороги. В 1904 году начал сотрудничать в газете «Пермский край», публикуя стихи и заметки. В газете он познакомился с местными марксистами, определившими его дальнейшие левые убеждения. В то же время Каменский увлёкся театром, стал актёром и ездил с труппой по России. Вернувшись на Урал, вёл агитационную работу в железнодорожных мастерских и руководил стачечным комитетом, за что оказался в тюрьме. Освободившись, совершил поездку в Стамбул и Тегеран (впечатления от Ближнего Востока позже найдут отражение в его творчестве).
В 1906 году приехал в Москву. В 1907 сдал экзамен на аттестат зрелости в Санкт-Петербурге, изучал агрономию, а с 1908 года по приглашению журналиста и издателя Н. Г. Шебуева работал заместителем главного редактора в журнале «Весна», где познакомился с видными столичными поэтами и писателями, в том числе и с футуристами (Бурлюком, у которого учился живописи, Хлебниковым и другими).
В 1911 году ездил за границу, в Берлин и Париж, для обучения лётному делу, на обратном пути побывал в Лондоне и Вене, затем недолгое время был авиатором, одним из первых в стране освоил моноплан «Блерио XI». После авиакатастрофы в Ченстохове 29 апреля 1912 года, он жил на построенном в сорока километрах от Перми хуторе Каменка, но в 1913 году переехал в Москву, где примкнул к группе «кубофутуристов» и активно участвовал в её деятельности (в частности, в издании сборника стихов «Садок судей»). В это время Каменский вместе с Бурлюком и Маяковским активно путешествовал по стране с выступлениями и в дальнейшем часто выступал с чтениями своих футуристических произведений.
Увлечение авиацией не поставило крест на литературной деятельности Каменского — в 1914 году выходит его поэтический сборник «Танго с коровами», в 1915 — поэма «Стенька Разин» (в 1919 переработана в пьесу, в 1928 — в роман).
Октябрьскую революцию Каменский воспринял с восторгом, как и большинство других футуристов. Вёл культработу в Красной армии. Участник группы «ЛЕФ».
В 1930-х годах писал мемуары, изданные в 1968 году.
19 апреля 1948 года поэта сразил инсульт, последние годы жизни он провёл парализованным.
Ввел в обиход стойкое новое значение слову самолёт.