Jest wychowankiem KSZO Ostrowiec Świętokrzyski.

Po roku gry w tym klubie przeszedł do Gwarka Zabrze, a po kolejnych pięciu latach do Górnik Zabrze, w którym spędził trzy i pół roku.

Przed rundą wiosenną sezonu 1999/2000 przeszedł do Wisły Kraków. Zdobył z tą drużyną dwa razy mistrzostwo kraju, dwa razy puchar Polski i raz puchar ligi.

W sezonie 2003/04 został wypożyczony do niemieckiego 1.FC Kaiserslautern, gdzie jednak był głównie rezerwowym.

W 2005 roku przeszedł do drugoligowego angielskiego Southampton FC.
W sezonie 2006-2007 grał w klubie włoskim Chievo Werona a w 2007 roku przeszedł do Wisły Kraków. W nastepnym roku Kamil Kosowski rozwiązał kontrakt z polskim klubem.
Od 24 stycznia 2008 roku piłkarz gra w hiszpańskim klubie Cadiz CF.

W kadrze Polski zadebiutował w sierpniu 2001 roku w meczu z Islandią. Do rozpoczęcia mundialu rozegrał 45 meczów, strzelając cztery bramki.