Nació en Atizapán de Zaragoza, en el estado de México, en una familia de clase media, hijo de Mariano Gerardo López Sánchez y Elena Mateos Vega. Estudió en el Colegio Francés con la ayuda de una beca, fue un alumno excelente, practicó deportes como boxeo y futbol;tuvo muchos amigos y la mayoría de ellos lo apoyaron cuando comenzó y finalizó su carrera política. Sus dos amigos inseparables fueron Luis Macedo y Quirino Díaz Reynoso.
Entre 1923 y 1925 estudió en la Escuela Nacional Preparatoria. En 1926 Estudió la secundaria y el bachillerato en el Instituto Científico y Literario en Toluca, cuyo director fue Eduardo Vasconcelos Pérez (sobrino del ex presidente, José Vasconcelos).
Fue senador de 1946-1952. Fue secretario de Trabajo y Previsión Social de 1952 a 1957, durante el mandato de Adolfo Ruiz Cortines, y realizó una importante labor de protección a los trabajadores.
Se convierte en presidente de los Estados Unidos Mexicanos desde el 1ºde diciembre de 1958 hasta al 30 de noviembre de 1964. De su gobierno sobresalen las mejoras sociales, fiscales y económicas que puso en marcha, el impulso que dio a las obras públicas y la actividad política exterior, ingreso en la Asociación Latinoamericana de Libre Comercio y mantenimiento de su apoyo a Cuba, a pesar de las presiones de Estados Unidos, país con el que solucionó favorablemente para México la disputa por el territorio de El Chamizal, a causa del cambio de curso del río Bravo (Grande).
Fue invitado por Gustavo Díaz Ordáz para presidir el Comité Organizador de los XIX Juegos Olímpicos en la Ciudad de México, pero renunció a su cargo en 1965 por problemas de salud, tuvo siete aneurismas en el cerebro. A pesar de que lo operaron, su enfermedad avanzó rápidamente y poco después perdió el habla, vivió durante dos años en estado vegetal.
Adolfo López Mateos falleció el 22 de septiembre de 1969 en la Ciudad de México. Su cuerpo fue sepultado en el Panteón Jardín de dicha ciudad.
Muchos años después, cuando Carlos Salinas de Gortari fue el presidente de México, mandó a exhumar el cuerpo de Adolfo y sus restos fueron llevados a un monumento que se hizo en su honor localizado en Atizapán de Zaragoza.