1984年,蘭斯·阿姆斯特朗開始從事鐵人三項運動。 1989年首次參加世界青年自行車錦標賽。
1991年,蘭斯·阿姆斯特朗獲得其第一個自行車賽冠軍———全美業(yè)余賽冠軍。
1992年,蘭斯·阿姆斯特朗作為業(yè)余選手入選美國自行車國家隊,師從克里斯·加米謝爾,并在1992年巴塞羅那奧運會公路賽中獲得第14名。奧運會后,蘭斯·阿姆斯特朗轉入職業(yè)車壇,并與美國摩托羅拉車隊簽署個人職業(yè)生涯的第一份合同。 1993年,蘭斯·阿姆斯特朗首次參加環(huán)法自行車賽并獲得第8賽段冠軍。同年,蘭斯·阿姆斯特朗獲得1993年世界公路自行車錦標賽冠軍并三次獲得美國國內自行車比賽冠軍。 1995年贏得環(huán)法的18賽段冠軍,并將其獻給在比賽中遭遇車禍身亡的隊友卡薩特利。同年贏得圣塞巴斯蒂安精英賽冠軍。 1997年宣布癌癥病愈,離開科菲迪斯車隊加盟美國郵政車隊。
1999年首次奪得環(huán)法車手總冠軍,其中四次問鼎賽段冠軍。
2000年擊敗包括前冠軍烏爾里希和潘塔尼在內的眾多高手,蟬聯(lián)環(huán)法車手總冠軍,在悉尼奧運會上贏得個人計時賽的銅牌。 2001年,蘭斯·阿姆斯特朗成為繼路易森·伯貝特(1953-55)、安奎特爾(1961-64)、埃迪·莫克斯(1969-72)以及米蓋爾·安杜蘭(1991-95)后環(huán)法自行車賽歷史上第五個三連冠以上的總冠軍車手。 2002年環(huán)法四連冠,贏得四次賽段冠軍并且自第11賽段穿上黃色領騎衫后保持到最終奪冠。
2003年3月24日至28日,蘭斯·阿姆斯特朗參加環(huán)西班牙卡塔蘭自行車賽并獲得第24名,其成績僅落后冠軍1分11秒。4月8日至9日,蘭斯·阿姆斯特朗參加環(huán)法國薩爾特自行車賽并獲得第一賽段第26名,但其在第二賽段行至100公里處因病退出比賽。此后,蘭斯·阿姆斯特朗先后參加阿姆斯特爾金杯賽以及列日-巴斯托尼-列日賽,其中在阿姆斯特爾金杯賽中其獲得第8名;在列日-巴斯托尼-列日賽中其獲得第20名。7月13日,蘭斯·阿姆斯特朗在環(huán)法自行車賽第八賽段比賽后以35小時12分50秒的總成績完成登頂。7月27日,蘭斯·阿姆斯特朗在第20賽段比賽中第112個沖過設在巴黎香榭麗舍大街的終點線,以全程累計時間83小時41分12秒的總成績獲得總冠軍,實現環(huán)法自行車賽“五連冠”。同年,蘭斯·阿姆斯特朗榮膺勞倫斯年度最佳男運動員獎。 2004年,蘭斯·阿姆斯特朗第6次獲得環(huán)法自行車賽冠軍,并且在第15賽段登頂后領先優(yōu)勢一直保持至最終奪冠。
2005年3月,蘭斯·阿姆斯特朗在參加巴黎-尼斯自行車賽四個賽段后即選擇退出。7月24日,蘭斯·阿姆斯特朗獲得史無前例的環(huán)法自行車賽冠軍“七冠王”。賽后,蘭斯·阿姆斯特朗退役。 2009年7月21日重新復出,隨后獲得環(huán)法總成績季軍。
2010年6月20日,蘭斯·阿姆斯特朗以12秒之差落后于弗蘭克·謝雷克,獲得環(huán)瑞士自行車賽第2名。7月25日,蘭斯·阿姆斯特朗獲得環(huán)法自行車賽第23名。 2011年2月16日蘭斯·阿姆斯特朗正式退役。蘭斯·阿姆斯特朗