Durante su infancia, Amelia daba muestras de una personalidad inquieta y audaz. Se decía que se involucraba en actividades "de chicos", puesto que escalaba, disparaba y se deslizaba en trineo, es decir, desafiaba los convencionalismos de la época. Nació y creció en una familia acomodada, por lo que se pudo permitir cursar estudios superiores en la Universidad de Columbia (Nueva York) y completar su formación en la Universidad Harvard.
Durante la Primera Guerra Mundial sirvió como enfermera en un hospital de campaña en Canadá y posteriormente trabajó como asistenta social en Boston. Los años venideros empezó a explorar sus gustos por la aviación, y finalmente, se apuntó en clases y se compró su propia avioneta, convirtiéndose en una de las dieciséis mujeres en el mundo que disponía de licencia de vuelo.
La fama le llegó cuando el 17 de junio de 1928 se convirtió en la primera mujer en realizar la travesía del Atlántico, aunque fuera solo como pasajera. En 1931 contrajo matrimonio con el exitoso editor y explorador George Palmer Putman, pero decidió conservar su apellido de soltera.
En mayo de 1932 cruzó de nuevo el Atlántico, ya como piloto y en solitario, convirtiéndose en la primera persona en hacer esta travesía dos veces y estableciendo un récord de menos tiempo empleado. Ayudándose de su celebridad promovió el uso comercial de la aviación y defendió, desde una postura feminista, la incorporación de las mujeres a este nuevo campo profesional.
En 1937, Amelia anunció que intentaría hacer la vuelta en el mundo utilizando una ruta diferente a la habitual. Pero, después de haber realizado 33.000 kilómetros en treinta días, su avión desapareció en medio de un temporal el 2 de julio, cuando solo quedaban dos etapas del viaje.
La desaparición de Amelia Earhart y Frederick Noonan, su copiloto, fue motivo de numerosas especulaciones. Nunca se encontraron los restos, a pesar de que el Presidente de los EE. UU., Roosevelt, autorizó un rescate con un gasto de más de 4 millones de dólares. La desaparición de Earhart continúa siendo uno de los mayores misterios de la historia de la aviación.