En , aux championnats d'Europe en grand bassin de Eindhoven, elle décroche le bronze sur le quatre nages, sa première médaille européenne seniors en grand bassin. En avril de la même année, à l'occasion des championnats de France à Dunkerque qualificatifs pour les Jeux olympiques de Pékin, elle enlève le premier jour des compétitions le titre sur le quatre nages et établit un record de France "ex-æquo" avec Joanne Andraca. Deux jours plus tard, elle remporte le quatre nages et bat le record de France du quatre nages de Laure Manaudou, en . Lors de cette semaine de championnats de France, Camille Muffat se qualifie pour les Jeux olympiques de 2008 sur quatre nages, quatre nages et le relais 4 × nage libre. Lors des deux épreuves de quatre nages des Jeux de Pékin, elle ne parvient pas à se qualifier pour les finales, terminant respectivement douzième et dix-neuvième des 200 et . Avec le relais nage libre, elle termine avec ses coéquipières Alena Popchanka, Céline Couderc, Coralie Balmy et Ophélie-Cyrielle Étienne cinquième d'une course remportée par les Australiennes.