Точные даты прибывания Камерона в Риме неустановлены, скорее всего , он там был в 1767 - 1768 годах. И. Рей упоминает список британских художников, находившихся в Риме в 1768 году, в котором значится и "мистер Камерон, архитектор". По прибытию в Рим Камерон сразу начинает исследования. В своей книге он пишет:" Получив разрешение... произвести раскопки тех мест, которые могли бы быть полезны в предпринятом мною описании и изображении терм, я решил иследовать... термы Тита, как они расположены на склоне холма и, следовательно, более доступны".

Работа затруднялась тем, что в течении двух веков, прошедших со времен Палладио, разрушение терм продолжалось. Он досконально изучил термы, сделал большое количество точнейших обмеров, многочисленные рисунки, которые потом использовал для иллюстрирования книги.

В Риме Камерон впервые узнал имена русских архитекоров - В.И.Баженову Академия в Риме присвоила звание профессора, Флорентийская и Болонская избрали его академиком. Членом Болонской академии стал и И.В.Неелов.

Камерон возвратился в Англию полный впечатлений, с огромным научным материалом, необходимым для работы над книгой "Термы римлян". Она была издана в Лондоне в 1772 году на английском и французком языках. Экземпляры этой книги хранятся в Ленинграде, в библиотеке Государственного Эрмитажа и государственной Публичной библиотеке.

Семь лет прожил Камерон в Англии после опубликования "Терм римлян", но применить свои знания и способности у себя на родине он не смог. Заказы поступали к прославленным, уже много строившим зодчим. Он мечтал о самостоятельной работе и принял предложение приехать в Россию. Камерону были обещаны исключительные условия.