Formée à la Columbia University, Amanda Peet étudie la comédie auprès d'Uta Hagen et fait ses premières armes au cinéma dans Animal room, un film de science-fiction de Craig Singer. En 1995, elle apparaît au générique de la série télévisée Central Park West et multiplie dès lors les petits rôles dans de nombreuses comédies romantiques : Petits mensonges entre frères (1996), Un beau jour (id.), La Carte du coeur (1998) ou encore Simplement irrésistible (1999).Amanda Peet confirme véritablement ses talents de comédienne en interprétant une jeune femme active et amoureuse dans la série Jack & Jill (1999). Son physique de top model ne passe plus inaperçu et lui vaut de se spécialiser dans les comédies pour ados et jeunes adultes comme Sexe attitudes (id.), Whipped (2000), où elle est convoitée par trois garçons, et Diablesse (2001).Amanda Peet se retrouve souvent cantonnée dans des rôles de charmante épouse (Dérapages incontrôlés) ou de petite amie (Igby), mais elle tente de diversifier son jeu d'actrice en interprétant une fringante apprentie tueuse aux côtés de Bruce Willis dans Mon voisin le tueur (2000) et la soeur rebelle d'Ashley Judd dans Crimes et pouvoir (2001).
Petit à petit, ses rôles prennent de l'épaisseur : on la retrouve au générique du thriller Identity (2003) aux côtés de John Cusack - un acteur qu'elle côtoiera à nouveau sur le tournage d'Un enfant pas comme les autres (2009) et du blockbuster 2012 (id.), devant la caméra de Woody Allen pour les besoins de Melinda et Melinda (2004), dans le film choral Syriana (2006) face à George Clooney et Matt Damon, ou encore dans le second film tiré de la série culte sur les petits bonhommes verts, X Files - Régénération (2008).
Éternel second couteau, la comédienne rejoint ensuite Jack Black dans Les Voyages de Gulliver, puis retrouve Jason Bateman, six ans après leur première collaboration sur Son ex et moi, pour la lucrative comédie effrontée Arnaque à la carte (2013).