Su infancia la pasó en su casa de Irún. Su padre tenía una empresa de plomería y su madre, Pilar, era ama de casa. Tiene una hermana mayor llamada Idaza, a la cual está muy unida. Desde que era niña siempre tuvo clara su vocación por el canto. Aunque, al cumplir la mayoría de edad, comenzó unos estudios sobre química, que después sustituyó por psicología. Finalmente, estos últimos no los concluyó, ya que en 1996 empezó su andadura musical con el grupo Los Sin Nombre, que después pasó a llamarse La Oreja de Van Gogh.
Primeramente tuvieron una etapa informal, hasta que en 1998 ganaron el Concurso Pop-Rock de San Sebastián, y la discográfica Sony Music se fijó en ellos. Firmaron un contrato y grabaron su primer álbum, Dile al sol. En 2000 lanzaron El viaje de Copperpot; en 2003, Lo que te conté mientras te hacías la dormida, y el último álbum con ella como integrante del grupo fue Guapa, en 2006.
Inició su carrera a los diecinueve años, como vocalista y principal compositora de La Oreja de Van Gogh, en enero de 1996. El grupo, en ese momento, estaba compuesto por Pablo Venegas, Álvaro Fuentes, Xabi San Martín y Haritz Garde, junto a la donostiarra, hasta que el 19 de noviembre de 2007 anunció su retiro de la banda para dedicarse a su carrera en solitario.
Grabó su primer disco en las ciudades italianas de Génova y Milán, tal y como lo señala Sony BMG en su comunicado oficial, en los estudios de Claudio Guidetti y de Eros Ramazzotti. El 18 de noviembre de 2008 salió a la venta el material debut titulado Amaia Montero, compuesto por un CD + DVD. El peor momento de su vida llegó ese mismo año con la pérdida de su padre, José, tras dos años de larga lucha contra de cáncer.
En noviembre de 2009 empezó una relación sentimental con el presentador Gonzalo Miró. En ese momento, ella saltó a la cabecera de la prensa rosa, a pesar de que no le gustaba mostrar su vida privada. Su relación duró menos de dos años. En mayo de 2011, Gonzalo confirmó su ruptura durante el estreno de una obra en el teatro Infanta Isabel de Madrid.
El 8 de noviembre de 2011 se estrenó su segunda placa, Amaia Montero 2, compuesta por 11 canciones. El lanzamiento del disco se vio amenazado por haber sido robado desde internet unos meses antes de su estreno. El 2 de junio de 2014 sale a la venta “Palabras”, el primer sencillo de un nuevo álbum. El día 24 se abre la preventa del álbum completo en tiendas digitales, ya que se anunció la salida al mercado para septiembre.
Si Dios quiere, yo también es el título y contiene 10 canciones (la versión digital incluye los bonus track “Azul eléctrico” y “Madrid-Ipanema”. Luego grabó una versión de “Los abrazos rotos”, junto a Alex Ubago, para incluirlo en el disco. El 25 de noviembre se estrena el video de “Darte mi vida”, segundo sencillo de este álbum.
En 2016 graba la canción original de la película 100 metros, del director Lucas Vidal. El 26 de enero de 2018 lanzó el sencillo “Nacidos para creer”, primer adelanto de un nuevo disco que promete ser un éxito. Al día siguiente se publica “Caminando”, otra canción del álbum. El 4 de mayo sale el tema “Mi Buenos Aires”. El 1 de junio sale a la venta Nacidos para creer, compuesto por 10 canciones.
En febrero de 2020, Amaia Montero anuncia mediante sus redes sociales que está en pleno proceso de composición de lo que será su quinto álbum de estudio como solista. Montero definió el momento como “atrapada entre melodías y acordes”. Este nuevo álbum se espera para 2022.
