Amélie Harrault a étudié aux Beaux-Arts de Toulouse puis à l’EMCA, école d’animation d’Angoulême.
Elle a travaillé en tant que coloriste sur les courts-métrages Betty's Blues (2013) de Rémi Vandenitte et Le Troisième Œil de Jérôme Périllat (2014). Elle a par ailleurs collaboré à l’illustration et la mise en page des livres Je dirais que j’ai raté le train de Pierre Soletti et Le Magicien des mots, ainsi qu’aux recherches graphiques du générique de Du vent dans mes mollets de Carine Tardieu, et en tant que décoratrice sur la série Boris de Serge Élissalde.
Pour son premier court-métrage, Mademoiselle Kiki et les Montparnos, elle a reçu le César du meilleur court métrage d'animation en 2014.
En 2015 est sorti la série Les Aventuriers de l'art moderne qu’elle a réalisé et dont elle a dirigé l’animation.
Amélie Harrault est depuis 2014 directrice artistique du studio d'animation Silex Animation à Angoulême, fondé par la société de production Silex Films.