1972년 칠레 산티아고 출생으로 본명은 Alejandro Fernando Amenábar Cantos이며 스페인인 어머니와 칠레인 아버지 사이에서 태어났다. 태어난 다음해 가족과 함께 스페인으로 이주한 그는 마드리드에서 성장하고 마드리드 대학에서 영화를 전공했으나 곧 중퇴하고 자신의 영화를 만들기 시작했다.
19세의 나이에 영화 연출을 시작한 그는 1992년 완성한, 자신의 첫 단편 스릴러 [Himenóptero ]의 오리지널 스코어를 작곡함으로써 연출과 작곡을 병행하기 시작했다. 1995년 발표한 단편 [루나]로 주목을 받은 그는 장편 연출의 기회를 얻게 되었고 1996년 스너프 필름을 소재로한 스릴러 [떼시스]를 발표하고 스페인내에서 공전의 흥행기록을 세웠다.
스페인내에서 가공할 성적을 올린 그의 데뷔작 [떼시스]는 한국, 미국을 비롯한 세계 각국으로 와이드 릴리즈 되어, 호평을 받았고 1997년 스페인의 고야상에서 7개부문 수상과 브뤼셀 국제 환타지필름 페스티발을 비롯한 각종 영화제에서 수상하며 그의 이름을 전세계에 알렸다. 1997년 두 번째 작품 [오픈 유어 아이즈 Abre los ojos]를 발표했다.
전편에 못지 않은 흥행기록을 세운 그의 두번째 영화 [오픈 유어 아이즈]의 성공으로 헐리우드 진출 제의를 받은 아메나바르는 2001년 스페인 미국 합작영화이자 자신의 첫번째 영어 영화인, 니콜 키드만 주연의 스릴러 [디 아더스]를 연출했으며 2004년 Ramon Sampedro의 전기를 다룬 휴먼 드라마 [씨 인사이드]를 완성했다.