Uderzo nació en Normandia, al poco de trasladarse allí sus padres desde Italia. Su apellido procede del pueblo italiano de Oderzo (anteriormente llamado Uderzo), de donde procedía su familia. De niño soñaba con convertirse en mecánico de aviones, a pesar de su talento artístico a muy corta edad. Nació daltónico, y con dos dedos extra, que le fueron extirpados quirúrgicamente. Su vista ha mejorado mucho desde entonces.
Durante la Segunda Guerra Mundial, el joven Uderzo abandonó París y pasó un año en Bretaña, al oeste de Francia, trabajando en una granja y ayudando con el negocio de muebles de su padre. Muchos años después, cuando Goscinny dejó la decisión de ubicar la aldea de Astérix en sus manos, Uderzo eligió rápidamente Bretaña.
Tras la guerra, inició una exitosa carrera como dibujante en París, creando personajes como Flamberge y Clopinard, un hombrecillo de una sola pierna que siempre triunfa contra todo pronóstico. Entre 1947 y 1948 crea otros cómics, como Belloy y Arys Buck. En 1950, dibujó varios episodios del personaje de origen británico Capitán Marvel Jr. para la revista Bravo!.
Inicialmente se trata de un serial más dentro de Pilote, pero en 1961 se publicó el primer álbum autónomo, Astérix el Galo. Para 1967, el cómic se había hecho tan popular que sus autores decidieron dedicarse en exclusiva a él, produciendo unos dos álbumes al año. Tras la muerte de Goscinny en 1977, Uderzo se hizo cargo además del guión, lo que hizo que la producción se hiciera mucho más lenta, aproximadamente un álbum cada cuatro años.
El 27 de diciembre de 2010, la delegación de hacienda de Francia consideró que Uderzo no era coautor de las obras de Asterix y que por ello, deberá pagar unos 200.000 euros por los 24 títulos de Asterix y Obelix en los que sólo firma como dibujante.