Amy Lou Adams, 20 Ağustos 1974 tarihinde Vicenza, İtalya'da Amerikalı bir ailenin çocuğu olarak dünyaya gelmiştir. Babasının ABD Ordusu'ndaki görevi nedeniyle çocukluğu farklı askeri üslerde geçen Adams, ailesiyle birlikte Castle Rock, Colorado'ya yerleşti. Lise yıllarında balerin olma hayaliyle yoğun bir dans eğitimi aldı ancak daha sonra müzikal tiyatroya yöneldi. Profesyonel kariyerine akşam yemeği tiyatrosunda (dinner theater) dansçı ve şarkıcı olarak başlayan Adams, bir yapımcının dikkatini çekmesi üzerine Minnesota'da çekilen kara komedi "Drop Dead Gorgeous" (1999) filmiyle sinemaya adım attı.

Los Angeles'a taşındıktan sonra Steven Spielberg'ün "Sıkıysa Yakala" (Catch Me If You Can) (2002) filminde Leonardo DiCaprio ile rol alsa da, kariyerindeki asıl kırılma noktası bağımsız film "Junebug" (2005) oldu. Buradaki hamile ve neşeli Ashley Johnsten performansı, ona Sundance Film Festivali'nde Jüri Özel Ödülü'nü ve ilk En İyi Yardımcı Kadın Oyuncu Akademi Ödülü (Oscar) adaylığını getirdi. Küresel bir yıldız haline gelmesi ise Disney'in animasyon ve canlı aksiyonu harmanlayan filmi "Manhattan'da Sihir" (Enchanted) (2007) ile gerçekleşti. Prenses Giselle rolü, hem eleştirel hem ticari bir başarı sağladı ve Adams'ın müzikal yeteneğini de sergiledi.

Kariyeri boyunca çok yönlülüğüyle tanınan Adams, "Şüphe" (Doubt) (2008) filminde Meryl Streep ve Philip Seymour Hoffman ile karşılıklı oynayarak dramatik rüştünü ispatladı. "Dövüşçü" (The Fighter) (2010) ve Paul Thomas Anderson'ın "Usta" (The Master) (2012) filmlerindeki performanslarıyla Oscar adaylıklarını sürdürdü. DC Genişletilmiş Evreni'ne (DCEU) katılarak "Man of Steel" (2013), "Batman v Superman: Adaletin Şafağı" (2016) ve "Zack Snyder's Justice League" (2021) filmlerinde cesur gazeteci Lois Lane karakterine modern bir yorum getirdi.

Kariyerinin zirve performanslarından birini, Denis Villeneuve'ün bilimkurgu başyapıtı "Geliş" (Arrival) (2016) filminde dilbilimci Louise Banks rolüyle sergiledi. Aynı yıl Tom Ford'un "Gece Hayvanları" (Nocturnal Animals) (2016) filminde de başrol oynadı. Televizyona geçiş yaparak HBO'nun psikolojik gerilim dizisi "Sharp Objects" (2018) hem başrolünü üstlendi hem de yapımcılığını yaptı. Yakın dönemde "Penceredeki Kadın" (The Woman in the Window) (2021) ve "Disenchanted" (2022) filmlerinde yer alan Adams, Marielle Heller'ın yönettiği "Nightbitch" (2024) filminde annelik ve kimlik üzerine kurulu zorlu bir rolü üstlenmiştir. Altı kez Oscar'a aday gösterilen Adams, jenerasyonunun en yetenekli ve çalışkan oyuncularından biri olarak kabul edilmektedir.