Эми Лу Адамс родилась в семье американских военных в Италии, городе Виченца, 20 августа 1974 года. Профессия родителей вынуждала семью регулярно переезжать, поэтому кочевой образ жизни знаком актрисе с детства. Когда ей исполнилось девять лет Адамсы, наконец, осели в Америке, штате Колорадо. Эми росла вместе с двумя сестрами и четырьмя братьями, однако семейной идиллии вскоре пришел конец. Когда Эми было 11-ть, родители развелись. С юных лет будущая звезда готовилась стать профессиональной спортсменкой, занималась легкой атлетикой. Однако, к разочарованию родителей, впоследствии решила стать танцовщицей и всерьез увлеклась балетом. Но повзрослев Эми оказалась недостаточно подходящей для это профессии. Девочка сосредоточилась на драматическом искусстве — она играла в школьных спектаклях и пела хоре. После школы Эми училась на актерских курсах и подрабатывала то официанткой, то зазывалой при магазине. Затем девушка устроилась в местный театр Болдерс Диннер, где ее игру аттестовали как «превосходную». Директор театра Майкл Бриндизи отзывался о юной актрисе так: «Давайте говорить конкретно. Эми, Эми. Она – необыкновенная. Я ее нашел, и я хочу принять непосредственное участие в ее карьере». Вскоре талантливую актрису пригласили в более известный театр в штате Минессота - театр Сен-Пол, в котором она играла около трех лет с 1995-ого года. На театральных подмостках ее и заприметил продюсер фильма «Убийственные красотки» (1999). Он пригласил 25-летнюю актрису на роль Лесли Миллер. Эми играла на одной площадке с Кирстен Данст и Эллен Баркин. Дебют в кино перевернул планы актрисы относительно своего театрального будущего. «Приезд в Лос-Анджелес направил меня совсем по иному пути... Раньше я думала, что Голливуд не имеет никакого отношения ко мне и сниматься в кино должны какие-то особые люди. Но знакомство с людьми, которые снимались в фильмах, и оставались при этом просто людьми, помогло мне понять, что я ошибалась, - вспоминает Эми.
Кинокарьеру она начала с работы в телесериалах («Царь горы», «Баффи — истребительница вампиров», «Шоу 70-х», «Зачарованные», «Провиденс», «Зои, Дункан, Джек и Джейн»). В Голливуде девушка не только не затерялась, но и смогла выделиться среди других звезд. В 2000-м году Эми сыграла королеву интриг в экранизации популярного романа Шадерло де Лакло «Жестокие игры 2: Манчестерская подготовка». В 2002 году она уже воплотила роль недалекой невесты героя Леонардо ДиКаприо в ленте Стивена Спилберга «Поймай меня, если сможешь».
Настоящим успехом для 31-летней актрисы стала роль в драме Фила Моррисона «Июньский жук» (2005), где она воплотила образ наивной провинциалки Эшли. За блестящую игру Эми Адамс завоевала номинацию на премию «Оскар» и победила на престижном американском фестивале независимого кино «Санденс», получив Специальный приз жюри. Вскоре Эми удостоилась премии «Сатурн» и номинации на «Золотой глобус» как лучшая актриса за исполнение роли принцессы в сказе Кевина Лима «Зачарованная» (2007). Через год получила вторую номинацию на «Оскар», «Золотой глобус» за драматическую игру в фильме «Сомнение» (2008). Третью номинацию на «Оскар» актриса удостоилась за работу в ленте «Боец» (2010). В 2011 году 37-летняя Эми — все еще играет романтичных барышень, в частности она снялась в популярной ленте «Маппеты».