宇宙世紀0063年11月4日、父テム・レイと母カマリア・レイの一人息子として生まれる。日系人であり（出生地はモンゴリアとも[2]）、生誕から幼少まで過ごした地域は日本の山陰地方（テレビアニメ版設定）、あるいはカナダ・ブリティッシュコロンビア州の太平洋沿岸地域の町プリンスルパート（劇場版設定、ここからアングロサクソン系とする資料もある）、メキシコ北部のロサリトまたは鳥取県（『THE ORIGIN』設定）などがある。好物はハンバーガー。趣味は機械いじり。茶色の縮毛が特徴で、続編でも受け継がれている。

0068年に母と離別し父と共に宇宙へ移民。このとき、母ではなく父についていった心境については、富野が後年にアニメ『ファースト・ガンダム』そのもののダイジェスト版として著した小説『密会〜アムロとララァ』において、母を間男にとられながらも何も言えない父に対して「父さんは、情けない男だ……」と感じつつも、同時に自分がついていなければ父親がダメになるだろう、と感じていたという子心があったことが語られている。

父が仕事で家を空けることが多いため、自宅では1人で過ごすことが多く、コンピューターや機械いじりが好きな内向的傾向を有するものの、連邦の新型MSを開発する技術者としての父の存在のおかげで、“ふつうの少年”としての自尊心をはぐくめていた。内向的性格の表れとして爪を噛む癖が指摘されており、成人した宇宙世紀0087年の時点でもこの癖は直っていない。また、興味のあることには熱中する反面、使用した衣類や食器や本などの身の回りの物を片付けない、女の子（フラウ）が来てもシャツとパンツ姿のままで着替えないなど、興味の無いことには無頓着である。サイド7移民後は、隣家に住んでいた少女フラウ・ボゥとその家族によく面倒を見てもらっているが、内心はそれを“自立を目指す男がこのようなことでは不甲斐ない”と感じていた。また、この時期にペットロボット市販品のハロを自分で改造している。

階級は、テレビ版ではジャブローで曹長に任命される。劇場版ではオデッサ作戦前の時点でセキ技術大佐が「アムロ曹長」と呼んでおり、ジャブローでは少尉に任官される。戦後は大尉に昇進するが、士官学校を卒業していないため、以後は階級が上っていない。

劇中でサイド7でのMSの戦闘で当時民間人だったアムロが、偶然にも父親が開発したガンダムに乗り込みザクを2機破壊したのが最初の戦果である。その後はガンダムを愛機として駆り、多くの強敵たちと渡り合う。ニュータイプとしての覚醒以降その卓越した能力はなお加速し、自身の機体の性能が相手に比べ劣っても、その技量で圧倒するなどシリーズを通して超人的な戦果を挙げる。