Được sinh ra tại Churubusco, một vùng ngoại ô của Thành phố Mexico, và lớn lên tại Texas, ông đã học tại Đại học Bách khoa Tiểu bang California nơi ông tốt nghiệp với bằng kỹ sư. Ông bắt đầu sự nghiệp diễn xuất trên sân khấu tại Thành phố Mexico, và xuất hiện trong các bộ phim từ năm 1935. Trong những năm tiếp theo, ông đã thực hiện 42 bộ phim bằng tiếng Tây Ban Nha, trong đó có "Maria Candelaria" (1943) và "La Perla" (1947), và trở thành một trong những ngôi sao điện ảnh hàng đầu của Mexico. Bộ phim đầu tiên của ông tại Mỹ là "The Fugitive" cho RKO vào năm 1947. Kể từ đó, ông đã đóng vai chính trong hơn 80 bộ phim tại Hollywood, Anh, Pháp, Đức và Ý. Các tác phẩm đáng chú ý bao gồm "Fort Apache" (1948), "Three Godfathers", "We Were Strangers" (1949), "El Bruto" (1952), "The Littlest Outlaw" (1955), "The Conqueror" (1956), "La Cucaracha" (1958) và "The Wonderful Country" (1959). Khi Armendariz bị ốm trong khi quay phim James Bond thứ hai "From Russia With Love", các cảnh của ông đã được quay nhanh để ông có thể trở về Los Angeles để điều trị và ông đã nhập viện tại Trung tâm Y tế UCLA. Sau khi biết mình bị ung thư giai đoạn cuối, ông đã tự tử tại đó bằng súng.
