Aimee Mullins naît avec une hémimélie (en) fibulaire (c'est-à-dire sans péroné) et est ainsi amputée sous le genou à l'âge d'un an. Elle passe sa scolarité à la Parkland High School d'Allentown, sa ville natale, puis elle étudie à l'Université de Georgetown à Washington. C'est là qu'elle pratique l'athlétisme à haut niveau aux côtés d'athlètes valides dans le cadre de la National Collegiate Athletic Association, devenant alors la première athlète amputée à participer aux compétitions de la NCAA. Elle participe aux Jeux paralympiques de 1996 à Atlanta dans les épreuves du 100 mètres (éliminée en demi-finale après avoir couru en 17 s 01[1]) et du saut en longueur (où elle se classe 7e et dernière de la finale avec un saut à 3,14 mètres[2]).
Ses études à l'Université de Georgetown lui permettent aussi de bénéficier d'un programme du Département de la Défense et de faire un stage au Pentagone.
En 1999, elle défile pour le couturier britannique Alexander McQueen à Londres, avec des prothèses en frêne sculptées à la main[3]. Par la suite, elle est nommée parmi les 50 plus belles personnes au monde par le magazine People. En 2004, elle est photographiée par Nick Knight pour le calendrier Pirelli.
En 2002, elle apparaît dans le film expérimental de Matthew Barney Cremaster 3. L'année suivante, elle poursuit sa carrière naissante d'actrice dans Cinq Petits Cochons, épisode de la série Hercule Poirot, adaptée de l'œuvre d'Agatha Christie, . En 2006, elle joue le rôle d'une journaliste dans le film d'Oliver Stone World Trade Center.
Côté cinéma, elle intègre aussi quelques jurys de festivals, au Festival de Kars en 2008 et à la Taormina Film Fest (en) en 2009.
En 2007, elle devient présidente de la Women's Sports