พลอากาศเอก กมล เดชะตุงคะ เริ่มรับราชการทหารชั้นยศ "ร้อยตรี" เมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน พ.ศ. 2478 จนกระทั่งได้รับแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งในชั้นยศ "พลอากาศเอก" เมื่อวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2510 จนกระทั่งวันที่ 3 พฤศจิกายน พ.ศ. 2519 ได้รับพระราชทานยศ "พลเอก พลเรือเอก"[3] จนเกษียณอายุราชการในปี พ.ศ. 2520

พลอากาศเอก กมล เดชะตุงคะ เคยได้รับแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งผู้บัญชาการทหารอากาศ ในระหว่างปี พ.ศ. 2517 ถึงปี พ.ศ. 2519 และเป็นผู้บัญชาการทหารสูงสุด ในระหว่างปี พ.ศ. 2519 ถึงปี พ.ศ. 2520 และเคยได้รับแต่งตั้งเป็นสมาชิกสภานิติบัญญัติแห่งชาติ ในปี พ.ศ. 2516[4]