Fille de militaire, Amy Adams est née en 1974 en Italie où elle passe sa jeune enfance avant de suivre sa famille pour les États-Unis à l'âge de 8 ans. Durant ses années collège, elle suit des cours de chant et de danse, rêvant de devenir une étoile avant d'abandonner faute de talent suffisant. À la fin de ses études, Amy Adams occupe différents jobs alimentaires avant d'être repérée par un directeur de spectacles qui lui propose de travailler dans son café-théâtre.
Amy Adams apparaît pour la première fois en 1999 dans la comédie "Belles à mourir", et sa carrière démarre timidement notamment avec des rôles dans des séries télévisées comme "Smallville". En 2002, Steven Spielberg fait appel à elle dans le film "Arrête-moi si tu peux" aux côtés de Leonardo DiCaprio, ce qui lui permet d'obtenir des premiers rôles au cinéma et d'être enfin reconnue en 2005 avec une nomination aux Oscars, pour le film "Junebug".
Dès lors, la carrière d'Amy Adams est en marche, et elle affiche dans ses choix son goût pour la diversité des genres : dans le film d'animation "Il était une fois" en 2007, où elle incarne une princesse, le biopic "La Guerre selon Charlie Wilson" en 2008, ou encore la comédie sentimentale "Miss Pettigrew" et le film dramatique "Doute" sortis la même année. Elle enchaîne ainsi les rôles, avec une moyenne de trois films par an, dont "La Nuit au musée 2" en 2009, "Donne-moi ta main" en 2010, "The Master" en 2012, et "Man of Steel" en 2013.
Pour 2014, Amy Adams est attendue dans le film "Big Eyes" de Tim Burton.