24 iyul 1946-cı ildə Bakı şəhərinin Fatmayı kəndində anadan olub. 1953-cü ildə Bakı şəhəri 44 nömrəli orta məktəbin birinci sinfinə gedib və 1963-cü ildə həmin məktəbi müvəffəqiyyətlə bitirib. 1963-1968-ci illərdə Bakı Dövlət Universtetinin (BDU) Fizika fakultəsində təhsil alıb. 1973-cü ildə SSRİ Elmlər Akademiyasının A.F.İoffe adına Fizika-Texnika İnstitutunda (Sankt-Peterburq, Rusiya) namizədlik dissertasiyasını müdafiə edərək “Bərk cisimlər fizikası” ixtisası üzrə fizika-riyaziyyat elmləri namizədi elmi dərəcəsi alıb. 1977-ci ildə “Bərk cisimlər fizikası” ixtisası üzrə “Baş elmi işçi”, sonra isə “Dosent” elmi adı alıb. 1986-cı ildə doktorluq dissertasiyasını müdafiə edərək “Optika” ixtisası üzrə fizika-riyaziyyat elmləri doktoru elmi dərəcəsini alıb. SSRİ Ali Attestasiya Komissiyasının (Moskva, Rusiya) qərarı ilə ona 1988-ci ildə "Optika" ixtisası üzrə “Professor” elmi adı verilib. Əmirullah Məmmədov “Optika” ixtisası üzrə fizika-riyaziyyat elmləri doktoru elmi dərəcəsi almış ilk Azərbaycanlı alimdir.
1968-ci ildə Sovet Ordusu sıralarına çağrılıb, hərbi xidmətdən tərxis olduqdan sonra SSRİ-nin Hərbi Sənaye Nazirliyinin Sankt-Peterburq şəhərində yerləşən S.İ.Vavilov adına Optika İnstitutunda kiçik elmi işçi kimi çalışıb. Bundan sonra 1991-ci ilə qədər BDU-nun “Yarımkeçiricilər fizikası” Elmi Tədqiqat Mərkəzində elmi işçi, baş elmi işçi, dosent, professor vəzifələrində işləyib. 1982-1991-ci illərdə Elmi Mərkəzin “Qeyri-xətti optika” şöbəsinin müdiri olub. 1991-ci ildən 2011-ci ilə qədər Türkiyənin Adana şəhərində yerləşən Çukurova Universitetinin Fizika fakültəsində professor vəzifəsində çalışıb. 2011-ci ildən hal-hazıra qədər Bilkent Universitetinin NANOTAM - Nanotexnologiya Elmi-Tədqiqat Mərkəzində fəxri-professor (Professor Emeritus) və baş elmi işçi vəzifəsində işləyir. Bundan başqa o, müxtəlif illərdə Nebraska-Linkoln Universitetində (ABŞ), ABŞ Hərbi Dəniz Qüvvələrinin China Lake Hava Silahları Tədqiqat Mərkəzinin Michelson laboratoriyasında (ABŞ), Stenford Universitetinin SLAC Milli Sürətləndirici Laboratoriyasında (ABŞ), Kaliforniya Texnologiya İnstitutunda (Pasadena, ABŞ), Tsukubo Elm Mərkəzinin Foton fabrikində (Tsukubo, Yaponiya) dəvətli elmi tədqiqatçı (Baş elmi işçi), Roma Sapienza Universitetinin Elektrotexnika və elektronika fakültəsində (Roma, İtaliya) əcnəbi professor kimi fəaliyyət göstərib. Eyni zamanda, 1992-2006-cı illərdə ASELSAN AŞ Mikroelektronika, İzləmə və Elektrooptik Araşdırma Qrupunun (Ankara, Türkiyə) elmi məsləhətçisi, 2004-2010-cu illərdə Türkiyə Elm və Texnoloqiya Komitəsinin Müdafiə Texnoloqiya Qrupunun (TÜBITAK) və Milli Müdafiə Nazirliyi Elmi-Tədqiqat Şöbəsinin elmi məsləhətçi kimi çalışıb.
Əmirullah Məmmədov Azərbaycan, Türkiyə və bir sıra xarici ölkələrin universitet və elmi-tədqiqat mərkəzlərində ferroelektriklərin optik xassələrinin sinxrotron radiasiyası ilə tədqiqi; vakuum ultra-bənövşəyi spektroskopiyası; qeyri-xətti kristalların elektron xassələrinin sıxlıq funksiyası nəzəriyyəsi ilə hesablanması; ferroelektrik əsaslı optik və akustik metamaterialların nanotexnologiya sistemlərində tətbiqləri; fotonik və fononik kristallarla hərbi axtarış və izləmə sistemleri sahəsində tədqiqatlar; süni intellekt və biotibbi modelləşdirmə kimi sahələrdə apardığı elmi tədqiqatlarında böyük elmi nəticələr əldə edib, bu sahədə həm Azərbaycanda həm də Türkiyədə elmi məktəblərin əsasını qoyaraq inkişaf etdirib. Bu istiqamətlərdə 30-dan çox elmlər namizədi və elmlər doktoru yetişdirib. Çoxsaylı nüfuzlu xarici elmi jurnallarda (JETP, Phys. Sol. State, J.Phys., Appl.Phys., Physica, Phil.Mag., J.Phys.Soc.Jpn., Jpn. J. Appl. Phys., Phys. Stat. Sol., J. Optics, Mat. Res.Bull., J.Electron Spectr., Solid State Sci, J. Mol. Modedling, J. Quant. Spectroscopy, Key Eng. Mat., Ferroelectrics, Integrated Ferroelectrics, J. Modern Optics, JOAM, CEJP, BOMS, Comp. Cond. Matt. və s.) dərc olunmuş 350-dən çox elmi əsərin müəllifidir. Xarici ölkələrdə keçirilən 50-dən çox Beynəlxalq Elmi konfrans, simpozium və seminarlarda dəvətli məruzəçi kimi çıxış edib.
Əmirullah Məmmədov Azərbaycan və Türkiyədə bir çox elmi-ictimai işləri həyata keçirib. Hal-hazırda o, Türkiyə-Azərbaycan Dostluq, Əməkdaşlıq və Həmrəylik Fondunun Qəyyumlar Şurası və İdarə Heyətinin üzvüdür. Bundan başqa o, 2024-ci ildən Türkiyədə fəaliyyət göstərən Azərbaycanlı Alimlər Assosiasiyasının qurucusu və fəaliyyətdə olan sədridir.
Professor Əmirullah Məmmədovun Azərbaycan və Türkiyədə apardığı elmi-təşkilati, pedaqoji və ictimai fəaliyyəti hər iki dövlət tərəfindən yüksək qiymətləndirilib. 1988-ci ildə Elm sahəsi üzrə Azərbaycan Dövlət Mükafatı Laureatı olub. O, həmçinin 2016-cı ildə Azərbaycan Respublikasının Əməkdar Elm xadimi fəxri adını alıb, 2019-cu ildə “Bakı Dövlət Universitetinin 100 illiyi (1919-2019)” Azərbaycan Respublikasının yubiley medalı ilə və 2022-ci ildə Xalqlar arasında dostluğun möhkəmləndirilməsi və Azərbaycan diasporunun inkişafı sahəsində xidmətlərinə görə Azərbaycan Respublikasının “Dostluq” ordeni ilə təltif edilib.