Lance Armstrong est né le 18 septembre 1971 à Plano dans l'état américain du Texas. Il est le père d'un garçon et de deux jumelles, issus de son premier mariage. Il a vécu une histoire d'amour avec la chanteuse Sheryl Crow de 2004 à 2006, mais il semblerait qu'ils se fréquentent à nouveau.

Son père ayant quitté la famille lorsqu'il avait 2 ans, Lance a été élevé par sa mère Linda qui par moment avait jusqu'à trois emplois à la fois, afin d'assurer la survie de la famille et de supporter son fils dans ses nombreuses activités sportives. En bas âge, le jeune Armstrong s'intéressait déjà à l'activité physique.

Il entre dans le monde du sport par la porte de la natation où son endurance naturelle était déjà mise en valeur. Il arrive régulièrement que sa mère ne puisse le conduire à la piscine, il s'y rend donc à vélo, effectuant un trajet de 30 kilomètres aller-retour. Son usage fréquent du vélo le mène vers le triathlon et il devient un triathlète professionnel à l'âge de 16 ans.

Le Triathlon est une épreuve composée de trois disciplines, la natation, la course à pied et le vélo. De ces trois disciplines, c'est le cyclisme qui le passionne. Il s'y spécialise et délaisse le triathlon et devient cycliste professionnel en 1992, en signant un contrat avec le sponsor Motorola jusqu'en 1996.

En 1992, il remporte le Grand prix d'Atlanta et réussit à bien performer sur des courses européennes. Pour la première fois dans l'histoire du sport, une équipe américaine apparaît dans le Top 5 mondial du cyclisme. À l'âge de 21 ans, il devient le leader de l'équipe Motorola devançant dans la hiérarchie, les vétérans Steve Bauer et Phil Anderson.

Lance Armstrong remporte en 1993 dix victoires dont une d'étape au Tour de France à Verdun, un championnat du monde et un championnat professionnel américain. La même année, il gagne les courses de Kmart West Virginia Classic, Thrift Drug Classic et CoreStates US Pro National Championship. Il finit l'année 21e au classement mondial.

En 1995, il performe brillamment lors de la plus importante compétition en sol américain, le tour DuPont. La même année Armstrong arrive premier lors de la Classique de San Sebastian puis remporte une seconde étape lors du Tour de France à Limoges. Franchissant en solo la ligne d'arrivée, Lance Armstrong lève un doigt vers le ciel en hommage à son équipier Fabio Casartelli, décédé trois jours plus tôt lors d'une chute fatidique dans la descente du col du Portet d'Aspet. Son classement s'améliore encore, il passe au 15e rang mondial.

En 1996, il gagne à nouveau le Tour DuPont en remportant trois étapes et termine premier lors de la Flèche Wallonne, une course d'un jour se disputant en Belgique. La même année il termine 2e du tour des Pays-Bas ainsi qu'au tour de Liège-Bastogne-Liège. À la fin de l'année 1996, Lance Armstrong est classé 9ième au monde, sa meilleure position depuis le début de sa carrière. Il annonce son transfert vers l'équipe Cofidis.

Au mois d'octobre, on lui apprend qu'il est atteint d'un cancer des testicules et que de nombreuses métastases se sont développées au niveau des poumons et du cerveau. Ses chances de guérison sont minces, le cancer a déjà fait beaucoup de ravage.