Nach seinem dritten Jahr in den Collegeligen entschied sich Cammalleri zur &lt;a href="NHL%202002/03"&gt;Saison 2002/03&lt;/a&gt; ins Profilager zu wechseln und verzichtete auf ein weiteres Jahr an der University of Michigan. In der ersten Profisaison limitierten sich seine Einsätze auf 41, davon 28 für die Los Angeles Kings. Diese hatten den Center zunächst bei den Manchester Monarchs in der American Hockey League eingesetzt, doch nach 13 Spielen, in denen er 20 Punkte erzielt hatte, beriefen sie ihn in den NHL-Kader. Nach einer am 28. Januar 2003 erlittenen Gehirnerschütterung im Spiel gegen die San Jose Sharks endete die Spielzeit für ihn frühzeitig. Zum &lt;a href="NHL%202003/04"&gt;Spieljahr 2003/04&lt;/a&gt; kehrte Cammalleri in den Kader der Kings zurück, verbrachte die Spielzeit aber zwischen der NHL und AHL. Durch den Ausfall der gesamten &lt;a href="NHL%202004/05"&gt;NHL-Saison 2004/05&lt;/a&gt; spielte er ein weiteres Jahr in der AHL und sicherte sich am Ende der Spielzeit den Willie Marshall Award für den torgefährlichsten Spieler der Liga. Zudem war er hinter Jason Spezza zweitbester Scorer der Liga. Nach Wiederaufnahme des NHL-Spielbetriebs zur &lt;a href="NHL%202005/06"&gt;Saison 2005/06&lt;/a&gt; konnte sich der Kanadier schließlich einen Stammplatz im Kader der Los Angeles Kings erkämpfen, was auch durch die neue Regeln begünstigt wurde, da technisch versiertere Spieler davon profitierten. Er erreichte in seiner ersten kompletten Spielzeit 55 Punkte in 80 Spielen, ehe er im darauffolgenden Jahr mit 80 Punkten in 81 Partien den Durchbruch schaffte. Nach mäßigen Leistungen in der &lt;a href="NHL%202007/08"&gt;Spielzeit 2007/08&lt;/a&gt;, in der die Kings erneut nicht den Einzug in die Playoffs schafften, transferierte ihn das Management im Rahmen des NHL Entry Draft 2008 zu den Calgary Flames.