Fille des acteurs Christopher Plummer et Tammy Grimes, Amanda Plummer se destine dès son plus jeune âge au métier de comédienne. Elle monte pour la première fois sur les planches à Broadway dans la pièce A taste of honey qui lui vaut une nomination aux Tony Awards.

Côté cinéma, elle démarre sa carrière en apparaissant dans Winchester et jupons courts (1981), un western de Lamont Johnson. Dès lors, elle multiplie les petits rôles, ayant tour à tour pour partenaires Robin Williams (Le Monde selon Garp, 1982), Timothy Hutton (Daniel, 1983), Rob Lowe (Hotel New Hampshire, 1984), Tom Hanks (Joe contre le volcan, 1990), Jeff Bridges (Fisher King / Le roi pêcheur, 1991) ou encore Emilio Estevez (Freejack, 1992). A l'aise dans le fantastique (Le Bazaar de l'épouvante, 1993), elle l'est tout autant dans le registre parodique (Quand Harriet découpe Charlie, id.).

Mais c'est en 1994 qu'elle se fait admirablement remarquer en interprétant, aux côtés de Tim Roth, la déjantée braqueuse Honey Bunny dans la scène d'ouverture du film-culte de Quentin Tarantino, Pulp fiction. Amanda Plummer n'hésite plus à jouer des rôles pour le moins risqués, comme celui d'une lesbienne arpentant les autoroutes du nord de l'Angleterre à la recherche d'une autre jeune femme dans Butterfly kiss (1995) de Michael Winterbottom.

Souvent cantonnée aux personnages de femmes hystériques ou à côté de la plaque, elle incarne la mère prostituée et droguée de Reese Witherspoon dans Freeway (1996), version trash du Petit chaperon rouge, une starlette paumée dans The Million Dollar Hotel (1999) de Wim Wenders, une femme aux prises avec un compagnon devenu fou dans le thriller fantastique Sept jours à vivre (2001), ou encore une épouse enceinte soumise à son mari violent dans le sulfureux Ken Park (2003) de Larry Clark. En 2003, elle partage, aux côtés de Mark Ruffalo et Sarah Polley, l'affiche de Ma vie sans moi, l'histoire d'une jeune mère de famille gravement malade souhaitant profiter du peu de temps qui lui reste à vivre.