Эми Адамс родилась в Италии у родителей-американцев. Её родители — Катрин и Ричард Адамсы — военные, остановившиеся в Италии. В семье актрисы росло, кроме неё, ещё шестеро детей. Выросла она в Колорадо, где посещала Douglas Country High School (среднюю школу). Родители развелись, когда девочке было 11 лет. Когда Эми Адамс работала в известном театре Миннесоты, её заметил кинопродюсер. Вскоре у неё состоялся настоящий дебют в кино — в фильме «Убийственные красотки» в роли Лесли Миллер.
Актриса снялась в таких фильмах, как «Жестокие игры 2», «Поймай меня, если сможешь», «Рики Бобби: Король дороги» в 2006 и «Без оглядки». Она снималась в сериалах («Доктор Вегас», «Зачарованные» и др.) и в более мелких картинах, таких как «Пляжный психоз».
Роль Адамс в фильме «Июньский жук» получила бурное одобрение критиков. Эми получила множество наград, и даже была номинирована на «Оскар» в качестве лучшей актрисы второго плана. Кроме того, она была приглашена в члены Академии.
21 ноября 2007 году вышел фильм «Зачарованная» с элементами анимации с Адамс в главной роли. Также в картине снимались Патрик Демпси, Сьюзан Сарандон, Джеймс Марсден. В фильме она сыграла Жизель, которая из сказки попала в реальность, в город Нью-Йорк. Фильм привлёк множество любителей семейного кино, как ожидалось, однако Дисней заявил, что картина в основном была рассчитана на аудиторию старше 25 лет. Критики отмечают, что роль Жизель может стать началом пути к настоящей славе и популярности, как это произошло с Джули Эндрюс, сыгравшей Мэри Поппинс в одноимённом фильме. В результате Эми Адамс оказалась среди претендентов на «Золотой глобус» 2008 года в номинации «лучшая актриса (мюзикл или комедия)», однако получить награду ей не удалось.
После «Зачарованной» Адамс снялась в фильме «Война Чарли Уилсона». В 2008 году вышли фильмы «Мисс Петтигрю живёт одним днём» и «Сомнение». Последний фильм принёс Адамс номинации на лучшую женскую роль второго плана и на «Золотой глобус», и на «Оскар».
В 2002 году Эми начала встречаться с актёром Дарреном Ле Галло, а в 2008 году они помолвились. У пары есть дочь — Авиана Олеа Ле Галло (15.05.10).