Pintora perteneciente al círculo de artistas que se han englobado bajo la denominación de «Realistas de Madrid», inició su trayectoria en los años cincuenta en el estudio de Eduardo Peña en Madrid. En esta época entró en contacto con sus compañeros de generación como Antonio López, Julio y Francisco López Hernández, Isabel Quintanilla y Lucio Muñoz, con quien se casó en 1960. De 1956 a 1960 asistió a las clases libres del Círculo de Bellas Artes. Su pintura, fiel a una figuración de corte realista, se inició en estos años dentro de una temática social, tanto del ámbito rural como urbano, donde el interés se centra por los personajes anónimos y su cotidianeidad, en tonos oscuros y apagados que serán característicos de su obra. A finales de los años sesenta la figura tendía a desaparecer de las escenas y el ámbito urbano gana presencia. A comienzos de los setenta comenzó a centrarse en los rincones, las esquinas, los edificios y las calles de Madrid, donde destacan los escaparates y fachadas de los antiguos comercios y negocios madrileños, con sus muros desconchados plagados de pintadas, sus carteles desvaídos y sus portones cerrados, tratados en muchos casos con una rigurosa frontalidad, como expresión o taxonomía de la huella de un tiempo ya pasado en una época que corría inexorablemente hacia la modernidad. Junto a estas obras realizó también interiores domésticos igualmente deshabitados, donde los objetos y el mobiliario se tornan protagonistas de las obras y desarrolló obra gráfica.

Avia realizó su primera exposición individual en la Galería Fernando Fe (Madrid, 1959), a la que siguieron otras en la Galería Juana Mordó (Madrid, 1964) o la Galería Biosca (Madrid, 1961, 1972, 1976, 1983 y 1985), siendo constante su presencia en el panorama galerístico español. En 1997 se le dedicó una importante exposición antológica en el Centro Cultural de la Villa de Madrid. Ha participado en numerosas exposiciones sobre el realismo español tanto en España como en Estados Unidos, Alemania o Reino Unido, siendo una de las más recientes la de «Realistas de Madrid», en el Museo Thyssen-Bornemisza (Madrid, 2016). En 2013 la Academia de Bellas Artes organizó una exposición titulada «El Madrid de Amalia Avia, Breton y Falla». Entre los reconocimientos obtenidos destaca el Premio Goya de la Villa de Madrid (1978) y la Medalla del Mérito Artístico del Ayuntamiento de Madrid (1997). En 2004 publicó sus memorias De puertas adentro.