Pirmąjį kartą nuo artėjančios Raudonosios armijos su tėvais į Vokietiją pasitraukė 1944 m. liepos mėnesį. Tačiau šeimai susiradus prieglobstį netoli Vroclavo (tuometinio Breslau) įkurtoje karo pabėgėlių stovykloje, grįžo atgal į Lietuvą prisijungti prie Žemaitijoje formuojamos lietuvių savanorių Tėvynės apsaugos rinktinės kovai prieš Raudonąją armiją. Ten buvo paskirtas bataliono štabo vertėju. Galutinai iš Lietuvos pasitraukė 1944 m. spalio mėn., kaip rašo savo atsiminimuose, pasislėpęs po tanku besitraukiančiame nacių kariuomenės traukinio ešelone.

Vokietijoje 1946 m. baigė Eichšteto lietuvių gimnaziją (kurioje taip pat mokėsi būsimoji žmona Alma Nutautaitė), įstojo studijuoti į Miuncheno universiteto Gamtos mokslų fakultetą. Tačiau po metų studijų, 1947 m., persikėlė gyventi į Augsburgą, kur įsidarbino Pasaulinėje jaunųjų krikščionių sąjungoje.

1949 m. atvyko į JAV. Dirbo darbininku automobilių dalių gamykloje Čikagoje, vėliau – braižytoju inžinerijos firmoje. 1952 m. buvo pašauktas į JAV kariuomenę, ten tarnavo rusų kalbos vertėju ir instruktoriumi, į atsargą buvo išleistas su vyriausiojo seržanto laipsniu. 1960 m. vakariniame skyriuje baigė Ilinojaus technologijos institutą ir įgijo statybų inžinieriaus specialybę. Septintajame dešimtmetyje kartu su žmona Alma iš JAV lietuvių verslininko Juozo Bačiūno Mičigano valstijoje įsigijo ir administravo poilsinę vasarvietę „Tabor Farm“, perėjus dirbti į federalinę tarnybą administravimą perėmė žmona.

Gyvendamas JAV, aktyviai dalyvavo lietuvių išeivijos visuomeninėje ir politinėje veikloje, rengė protesto akcijas prieš Lietuvos okupaciją, organizavo įvairias peticijas, kurios būdavo įteikiamos ir aukščiausių pareigų JAV federalinės valdžios politikams.

Nuo 1972 m. kasmet, kartais keletą kartų per metus, atvykdavo į Lietuvą. Čia bendravo su vietinės inteligentijos atstovais, domėjosi gamtos apsaugos problemomis okupuotoje Lietuvoje, atgabendavo aplinkos apsaugos bei Sovietų Sąjungoje buvusios nelegalios išeivijos literatūros, taip pat galėjo aplankyti savo ir savo žmonos šeimų narius. Per vizitus užmezgė artimus ryšius su J. Kubiliumi, Č. Kudaba, R. Lekevičiumi. 1992 m. įsteigė kasmetinę Valdo Adamkaus premiją, skirtą Lietuvos aplinkosaugininkams.

Nuo 1993 m. pradėjo aktyviai dalyvauti atkurtos Lietuvos politiniame gyvenime. 

1998 m. išrinktas Lietuvos Respublikos Prezidentu. Antrame rinkimų ture nugalėjo buvusį Generalinį prokurorą Artūrą Paulauską. Prezidento pareigas pradėjo eiti 1998 m. vasario mėn. 26 d. Iškėlė spartaus šalies modernizavimo idėją ir Lietuvos piliečiams įsipareigojo siekti trijų pagrindinių tikslų: laisvo žmogaus, atviros visuomenės, stiprios valstybės.

2003 m. siekė būti perrinktas, tačiau antrame rinkimų ture pralaimėjo Liberalų demokratų partijos pirmininkui Seimo nariui Rolandui Paksui. 2004 m. apkaltos proceso metu pašalinus Rolandą Paksą iš Prezidento posto buvo surengti pirmalaikiai Prezidento rinkimai. Antrame ture nugalėjo ekspremjerę Kazimierą Prunskienę ir 2004 m. birželio mėn. antrą kartą išrinktas Lietuvos Respublikos Prezidentu (pareigas pradėjo eiti 2004 m. liepos 12 d. ir baigė 2009 m. liepos 12 d.).