Quando criança, Amilcar de Castro, mora em diversas cidades no interior de Minas Gerais. Filho de desembargador, instala-se com a família em Belo Horizonte, aos 14 anos. Em 1941, ingressa na Faculdade de Direito da Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG. No terceiro ano da faculdade, freqüenta o curso de desenho e pintura de Guignard (1896 - 1962), com quem aprende a usar o lápis duro, que deixa sulcos no papel, o que exige firmeza no traço. Na Escola de Arquitetura e Belas Artes, cursa escultura com o então artista figurativo Franz Weissmann (1911 - 2005), que se tornaria mais tarde seu colega no movimento neoconcreto. Forma-se em direito, trabalha como advogado por pouco tempo, e assume cargos públicos, que logo abandona. No fim dos anos de 1940, os desenhos de paisagens de Ouro Preto tendem para a abstração assim como a escultura. Em 1952, depois de se casar, muda-se para o Rio de Janeiro e trabalha como diagramador nas revistas A Cigarra e Manchete.

A conferência do artista suíço Max Bill (1908 - 1994), principal divulgador da arte concreta na América Latina, a que assiste no Rio de Janeiro, em 1949, e a premiação desse artista na 1ª Bienal Internacional de São Paulo marcam seu trabalho. A partir de então, aprimora o estudo de desenho e projeta suas peças para posterior realização no espaço. Afasta-se assim definitivamente da escultura figurativa. Expõe sua primeira escultura construtiva, projetada no papel e posteriormente realizada no espaço, em 1953, na 2ª Bienal Internacional de São Paulo, em que há uma forte vontade de ordenação. Em 1956, participa da 1ª Exposição Nacional de Arte Concreta, com escultura feita de alumínio e ferro com todo o rigor matemático que caracteriza o movimento. No ano seguinte, inicia reforma do projeto gráfico do Jornal do Brasil, marco no design gráfico brasileiro. Em 1959, assina o Manifesto Neoconcreto com Ferreira Gullar (1930), Franz Weissmann, Lygia Pape (1927 - 2004), Lygia Clark (1920 - 1988), entre outros, e participa de exposições do grupo. Em sua escultura, em vez de adicionar ou subtrair matéria, parte de um plano (circular, retangular, quadrado etc.) que é cortado e dobrado, formando um objeto tridimensional articulado por intenso diálogo com o espaço. Sem fragmentar a matéria, a separação provocada pelos cortes e dobras mantém a unidade interna da escultura. A ausência da solda, o que lhe daria um caráter artificial, e a resistência do ferro à ação do homem, devido à espessura das placas, convivem com a presença do tempo que o encardido da ferrugem explicita. Se os concretistas, principalmente Max Bill, partem de uma idéia e sublimam a matéria de que é feita a escultura, Amilcar de Castro mantém sua ligação com o solo e com a natureza. Segundo o historiador Rodrigo Naves, "nessas esculturas as Minas Gerais vão muito além de um localismo geográfico e anedótico. Algo do esforço insano de extrair riqueza do solo permanece nelas".

Nos anos 1960, faz diagramação para os jornais Diário Carioca, Última Hora, Estado de Minas e Diário de Minas. Em 1968, depois de ganhar bolsa da Fundação Guggenheim, transfere-se com a esposa e os filhos para os Estados Unidos, onde realiza algumas esculturas que partem de anéis, chapas e fios de aço. Essas peças, às quais não dará seqüência, possuem diferentes pontos de equilíbrio no solo. De volta ao Brasil em 1971, após breve passagem pelo Rio de Janeiro, fixa-se em Belo Horizonte. Em 1973, ministra aulas na Fundação de Arte de Ouro Preto e em seguida se torna professor de escultura e composição da Escola Guignard, da qual se tornaria diretor. Durante a década de 1970 e 1980, leciona na Faculdade de Belas Artes da UFMG. Nesse período, retoma intensamente o desenho e dá continuidade à escultura anterior ao período americano. Em seus desenhos - ligados profundamente ao trabalho escultórico e à litografia que desenvolve nos anos 1990 - seu gesto se acentua. Alguns permitem diversas posições e configurações, o artista inclusive assina em vários lados. A organização do espaço surge neles sem um projeto anterior, como se pode ver na fluidez do seu gesto e do rastro da pincelada. Em parte de suas últimas esculturas, não realiza dobras, mas apenas cortes em espessas paredes de ferro que deixam a luz passar. Em algumas, liberta um sólido móvel, mas resguarda a unidade que o corte a princípio teria desfeito. É a sutil justaposição desse sólido ao plano que mantém a possibilidade de sua integração ao todo. Em 1990, aposenta-se pela Faculdade de Belas Artes e se dedica até o fim da vida à atividade artística.

Em 1999 apresenta trabalhos novos em exposição realizada no Centro de Arte Hélio Oiticica, no Rio de Janeiro em que respeita o limite de resistência das lajes do histórico edifício. Ao lado do prédio, na praça Tiradentes, expõe um conjunto de peças monumentais. Em suas últimas esculturas, afastado da ortodoxia construtiva, não parte de figuras geométricas regulares que caracterizou um período de sua produção.

Há muito tempo fora da base, suas obras se estendem horizontalmente no solo e dialogam com a paisagem. Num percurso de cerca de cinco décadas, Amilcar de Castro experimenta infinitas possibilidades do plano. Resistente ao excesso de racionalismo, suas dobras tornam a geometria maleável e mais humana.