Сын кадрового сотрудника ЦРУ. Еще на студенческой скамье начал свою деятельность в этой организации. В 1969-1972 был откомандирован в Анкару, где занимался созданием агентурной сети из антисоветски настроенных мусульман на территории СССР. Затем работал в США, Мексике, где в 1981 встретил свою будущую жену, колумбийскую гражданку. Он узаконил свой брак с ней в 1985 и тогда же, по показаниям жены, стал сотрудничать с советской разведкой. В 1986-89 был американским резидентом в Риме. Эймс в ЦРУ достиг поста главы советского отдела. По официальной версии, был вычислен при рутинной проверке банковских счетов: у него и жены обнаружились непонятно откуда взявшиеся 1,5 млн. долларов.
Разоблачение состоялось в 1994. За время своего сотрудничества с советской разведкой Эймс предположительно выдал Кремлю около 10 американских агентов. От российской стороны не поступало ни подтверждений, ни опровержений.
28 апреля 1994 года Олдрич Эймс был приговорён к пожизненному заключению, которое вплоть до настоящего времени отбывает в тюрьме особо строгого режима Алленвуд в штате Пенсильвания.