Amelia Peláez nasceu em 1896 em Yaguajay, na antiga província cubana de Las Villas (atualmente província de Sancti Spíritus). Ela era a quinta nascida de onze irmãos de uma família que fazia parte da classe média cubana-crioula.
Em 1917, sua família se mudou para Havana, no distrito de La Víbora, e isso lhe deu a oportunidade de ingressar na Escola Nacional de Belas Artes "San Alejandro" aos 20 anos de idade (os estudantes dessa academia geralmente começam aos 12 anos ou 13 anos de idade).
Em 1924, ela se formou em San Alejandro e exibiu suas pinturas pela primeira vez, juntamente com outra pintora cubana, María Pepa Lamarque, na Associação de Pintores e Escultores em Havana. Recebendo uma pequena bolsa do governo, ela viajou para Nova York no verão de 1924 e começou seis meses de estudos na Art Students 'League. Em 1927, depois de receber uma bolsa maior, ela começou a estudar na França, enquanto fazia visitas curtas à Espanha, Itália e outros países.
Sua arte evocava o espírito criollo de Cuba, que valorizava a casa, a família, a serenidade e o passado de glórias. A pintora manteve-se firme à Revolução de 1959, permanecendo em Cubaaté sua morte. Entre seus trabalhos mais famosos estão Gudinga (1931), uma ilustração para o poema A agonia de Petronius, de Julián del Casal, Las dos hermanas (1943) e Las muchachas (1943).
A artista faleceu em Havana, Cuba, em 1968.