Роден е в семейството на българския актьор Апостол Карамитев и актрисата Маргарита Дупаринова. Има сестра Маргарита Карамитева, която също е била актриса, а понастоящем живее в Канада.

Момчил Карамитев завършва кино и телевизионна режисура в Рим при проф. Анджело Д'Алесандро, Масимо Мида, Алберто Марама и Пиеро Спила. Преди това е завършил актьорско майсторство в НАТФИЗ Кръстьо Сарафов в класа на проф. Надежда Сейкова и доц. Елена Баева през 1986 г.
След това участва в практическия курс на Сюзан Страсберг в Рим и в Academia D'Arte Dramatica Silvio D'Amico.

Отива по разпределение в гр. Кърджали в театър "Димитър Димов". Играе ролята на "Момчил-синът на Манол" във култовия филм "Време разделно". Първата му главна роля в киното е още като студент във филма "Смъртта може да почака" на реж. Егени Михайлов и операторката Ели Йонова. Партнира си с Тодор Колев в този и още един филма-"Опасен чар". Завръща се да работи в София като печели конкурс за набиране на нови актьори в Младежкия театър заедно със съученичката си от ВИТИЗ Станка Калчева от класът на проф. Люцканов. Първата му главна роля в този театър е в пиесата "Бащин грях" на Виктор Розов, реж. Руси Карабалиев. С голямо уважение участва в спектакли на Николай Поляков, Николай Люцканов, Здравко Митков, и други. Играе в "театър 199" в пиесата "Жана" на реж. Милко Лазаров, и партнира на Леда Тасева, Васил Димитров и Маргарита Дупаринова. Работи с любими за него кино-режисьори - Никола Корабов, Людмил Стайков, Иван Андонов, Хачо Бояджиев, Милена Андонова, Христо Писков и Ирина Акташева, Иванка Гръбчева, Петър Мечков, Луиджи Перели - "Дело по съвест" и последният сезон На "Охтопод" с Микеле Плачидо. В Края на 80те години заминава за Рим, където завършва кино-режисура в класа на проф. Анджело Д' Алесандро, Масимо Мида, Алберто Марама, Пиеро Спила. За да завърши образованието си стажува като асистент реж. на Федерико Фелини в последния филм на маестроро "Гласът на луната" (La Voce Della Luna).

Започва да работи като професионалист в театри, кино и телевизионни продукции от 1984. После се премества в Лос Анджелис където работи по ниско и високо бюджетни международни и американски филми. Работи в няколко филма на Клинт Истууд. Там специализира драматургия в Тиш - училище за филмово и драматично изкуство в Ню Йоркския университет.

Момчил Апостолов Карамитев е режисьор на документални филми "Апостол Карамитев" - носител на наградата на Българската филмова академия през 2011 за най-добър телевизионен филм и на множество международни награди. След това той режисира "По пътя на предците ни в Окситания", за който получава награда за режисура и множество международни награди включително в Лос Анджелис, Азия и Ванкувар-Канада. Понастоящем живее в България.