Амол Палекар родился 24 ноября 1944 года в Мумбаи, Махараштра, Индия, в маратхи-говорящей семье среднего класса. Его отец, Камалакар Палекар, работал на Главпочтамте, а мать, Сухасини Палекар, трудилась в частной компании. Он получил образование в Школе изящных искусств сэра Дж. Дж. в Мумбаи, где изучал изобразительное искусство, и начал свою карьеру как художник, проведя семь персональных выставок и участвуя во многих групповых показах.
С 1967 года Палекар активно участвовал в авангардном театре Индии, работая актером, режиссером и продюсером в маратхи- и хинди-театре. Его вклад в современный индийский театр часто затмевается его популярностью как ведущего актера в фильмах на хинди.
В кино Амол Палекар приобрел известность в 1970-х годах, создав образ «парня по соседству», что отличалось от героических персонажей того времени. Он стал лицом «среднего кино» — движения, которое соединило мейнстримовое и параллельное кино. Среди его наиболее известных актерских работ — Chhoti Si Baat (1975), Chitchor (1976), Bhumika (1977), Baaton Baaton Mein (1979) и Gol Maal (1979).
После 1986 года Амол Палекар сосредоточился на режиссуре, сделав свой режиссерский дебют в маратхи-кино с фильмом Aakriet (1981). Он снял около 15 художественных фильмов на хинди, маратхи и английском языках, которые завоевали многочисленные национальные и международные награды. Его фильм на хинди Paheli (2005) был официальной заявкой Индии на премию «Оскар» в категории «Лучший фильм на иностранном языке» в 2006 году.
Амол Палекар также занимался режиссурой телевизионных сериалов, включая популярные «Kachchi Dhoop», «Mrignayani» и «Krishna Kali». В 2019 году, после 25-летнего перерыва, он вернулся на сцену с криминальной драмой Kusur, в которой выступил сорежиссером и сыграл главную роль.
В марте 2026 года Амол Палекар был удостоен премии META Lifetime Achievement Award за вклад в театр и кино. В возрасте 80 лет он выпустил свою автобиографию, английская версия которой называется «Viewfinder».