Amy Lou Adams nació en Italia el 20 de agosto de 1974, pero es de origen estadounidense porque su padre era un soldado asignado entonces en la base militar de Estados Unidos de Caserma Ederle. Su familia se trasladó con frecuencia de base en base antes de establecerse en Castle Roc k, Colorado, cuando Amy tenía ocho años.
A lo largo de sus años en el Douglas County High School, Amy cantó en el coro de la escuela y se formó como aprendiz en una compañía de danza local con ganas de convertirse en una bailarina. Aunque consiguió una beca para ir a la universidad, renunció a ella para convertirse en bailarina, pero cuando comprobó que no estaba lo suficientemente dotada para ser una bailarina profesional empezó a trabajar en el teatro musical que encajaba mejor con su personalidad. Al cumplir los 18 años, Amy Adams trabajó como recepcionista en una tienda Gap mientras actuaba en teatros de la comunidad. Amy comenzó a trabajar profesionalmente como bailarina en el Teatro de cena de Boulder y en el Country Dinner Playhouse. Allí, fue descubierta por un director de teatro, en 1995. Adams se trasladó a Chanhassen, Minnesota, y trabajó en el Teatro de cena Chanhassen durante los siguientes tres años.
Mientras ella estaba fuera del trabajo recuperándose de un tirón muscular, hizo una prueba para la comedia satírica 'Muérete, bonita' (1999) y consiguió así el primer papel para una película. Posteriormente se mudó a Los Ángeles y allí consiguió un papel en la serie de televisión 'Crueles intenciones'. De 2000 a 2002, Adams apareció en una serie de pequeñas películas como 'Psycho Beach Party' (2000) y como actriz invitada en series de televisión como 'That '70s Show', 'Charmed', 'Buffy, la cazavampiros' , 'Smallville' y 'El ala oeste de la Casa Blanca'. En 2002 empezó a salir con el actor Darren Le Gallo.
Más tarde apareció en la película 'Atrápame si puedes' y protagoniza 'The last run'. En 2005 hizo 'Junebug', fue nominada para los Premios del Sindicato de Actores y un Premio Óscar en dicha categoría. La Academia de las Artes y las Ciencias Cinematográficas invitó a Adams para convertirse en miembro en 2006. Ese mismo año estrena 'Pasado de vueltas', y protagoniza la película de Disney 'Encantada' en 2007, año en el que hace 'La guerra de Charlie Wilson'. En marzo de 2008 participó del séptimo episodio de la temporada 33 de 'Saturday Night Live'.
Otros papeles de más relevancia fueron llegando, entre ellos en 'Sunshine Cleaning' 2008 o 'Un gran día para ellas'. A finales de 2008 Adams protagonizó 'La Duda', una adaptación de la obra homónima de John Patrick Shanley, como la joven e inocente Hermana James junto a Meryl Streep, Philip Seymour Hoffman y Viola Davis. Adams recibió su segunda nominación al Premio Oscar, además de una en los Globos de Oro, Premios del Sindicato de Actores y British Academy Film Awards, todas en la categoría de mejor actriz de reparto.
El siguiente papel de Adams fue interpretando a la aviadora estadounidense Amelia Earhart en 'Una noche en el museo 2' (2009). En 2009 también protagonizó, junto a Meryl Streep y Stanley Tucci, 'Julie & Julia'. En 2010 actuó en el papel protagónico de la película 'Leap Year'. El film fue nominado al Premio Oscar como mejor película, y Adams consiguió su tercera nominación como mejor actriz de reparto, además de otras nominaciones, en la misma categoría, en los Globos de Oro, dos en los Premios del Sindicato de Actores y los BAFTA. L a actriz dio a luz a su primera hija el 15 de mayo de 2010, la cual se llamó Aviana Olea Le Gall. En 2011, Amy volvió a trabajar con Disney, protagonizando la película 'Los Muppets'.
En julio de 2012, Adams interpretó el papel de la mujer del panadero en 'Into the Woods' de Stephen Sondheim en el Teatro Público del Festival de Shakespeare de Nueva York, y actuó en el drama 'The amster'. por otro lado, actuó en 'Curvas de la vida', ' En el camino' o 'El hombre de acero' en 2013. Previamente la actriz había trabajado en relación con Superman en 2001 en la serie 'Smallville'. También en 2013 protagonizó junto a Christian Bale, Bradley Cooper y Jennifer Lawrence la película 'American Hustle'. El sábado 2 de mayo de 2015 la actriz se casó con su pareja Darren Le Gallo tras 14 años de relación, se casaron en una ceremonia pequeña en California. Uno de sus trabajos más recienets fue en 'Big Eye', o en 'Animales nocturnos'. El 12 de enero de 2017 Adams recibió la su estrella en el paseo de la fama de Los Angeles.
