Amy Lou Adams lahir di Vicenza, Veneto, Italia, dari orang tua berkewarganegaraan Amerika. Dia dibesarkan dalam keluarga Mormon dengan tujuh bersaudara di Castle Rock, Colorado. Sejak kecil, Amy menunjukkan minat menyanyi dan menari, bergabung di paduan suara sekolah dan menjadi balerina aspiratif. Ia kemudian bekerja sebagai penjaga toko dan pelayan agar bisa mendukung diri sendiri.

Karier awalnya di dunia hiburan dimulai dari pertunjukan seni theater di Boulder dan Minnesota, dimana ia terlihat oleh seorang direktur theater lokal. Karena cedera, ia berhenti menari dan mulai mengikuti audisi film. Peran kecil di Drop Dead Gorgeous (1999) membuka jalan bagi Amy menuju Hollywood.

Di Los Angeles, Amy mendapatkan beberapa peran di televisi dan film seperti Cruel Intentions yang tidak sempat tayang dan Catch Me If You Can (2002). Keberhasilan besar datang saat ia membintangi film independen Junebug (2005) yang mendapat nominasi Oscar. Semenjak itu, namanya makin dikenal lewat peran-peran di Enchanted (2007) yang memperlihatkan kemampuan menyanyi dan menarinya, serta sejumlah film lain seperti Doubt dan The Fighter.

Pada tahun 2010-an, Amy tampil di berbagai film penting seperti The Muppets, The Master, Night at the Museum 2, Julie & Julia, dan sebagai Lois Lane di Man of Steel. Ia berhasil mendapatkan nominasi Oscar sebanyak enam kali, termasuk untuk perannya di Vice (2018). Perjalanan kariernya menunjukkan ketekunan dan kemampuan berakting yang luar biasa di industri perfilman dunia.