Бирс родился 24 июня 1842 года в сельской местности в округе Мейгс, штат Огайо. У его отца было десять детей, и всем детям он дал имена, начинающиеся на букву А: Абигайл, Адиссон, Аурелин, Алмеда, Анна, Амелия, Августин, Андрью, Альберт, Амброз. Воспитывался в г. Элкхарт, штат Индиана.

После начала Гражданской войны записался в армию юнионистов (северян), служил в Девятом полку Добровольцев Индианы. В 1862 году был прикомандирован к штабу генерала Уильяма Хейзена, исполнял обязанности топографа и картографа. В июне 1864 года был тяжело ранен в голову в Сражении за гору Каннесо. В начале 1865 году был комиссован, но в следующем году вернулся в армию под начало Хейзена. Участвовал в конной экспедиции на Западные равнины с целью инспекции. В конце 1866 году прибыл в Сан-Франциско.

В Сан-Франциско Бирс получил чин майора и уволился из армии. После войны сменил несколько профессий, пока наконец не нашёл себя в журналистике и политической карикатуре, работая корреспондентом и редактором в ряде газет. В 1872 году уехал по заданию редакции в Лондон, где заслужил за свои язвительные статьи прозвище «Бирс с горчинкой» (Bitter Bierce; по аналогии с Bitter Beer — «горькое пиво»). В 1876 вернулся в США и стал работать в газете «Санди Экземинер» (Сан-Франциско), а затем переехал в Дедвуд (Северная Дакота).

Однако профессиональный успех не доставлял Бирсу удовлетворения, ибо у него возникли неприятности в личной жизни. В 1889 году старший сын Бирса погиб на дуэли из-за женщины, а младший сын умер в 1901 году от алкоголизма. В довершение всего, в 1904 году от него ушла жена.

В конце 1913 года немолодой писатель отправился на юг США, чтобы посетить места своих былых сражений. Он проследовал через Луизиану и Техас, затем направился в Мексику, где тогда бушевала революция. В городе Сьюдад-Хуарес писатель присоединился к армии Панчо Вильи в качестве обозревателя. Своё последнее письмо другу Бирс отправил 26 декабря 1913 года, после чего его следы теряются. Обстоятельства этого исчезновения — одного из самых загадочных в истории США — так и остались необъяснёнными.