
Il commence le triathlon à 13 ans. À 16 ans, en catégorie cadet, il dispute ses premières courses. Très rapidement, il remarque que ses qualités résident sur le vélo. Un an plus tard, il est invité à un camp d'entraînement de six semaines avec l'équipe nationale junior de cyclisme. Étant absent six semaines, l'administration scolaire lui refuse son diplôme. Il décide de quitter cet établissement et obtient son diplôme plus tard à Dallas. Il s'installe à Austin et, depuis, il revendique cette ville comme sa ville d'origine.

1992-1996 : Ses débuts professionnels
En août 1992, Lance Armstrong passe professionnel dans l'équipe Motorola après avoir notamment remporté le championnat de cyclisme sur route des États-Unis et avoir terminé 14ème de la course en ligne des Jeux Olympiques.
Fin août 1992, lors de la 8ème manche de la Coupe du Monde, le GP de Zurich, il décroche la seconde place. L'année 1992 marque ses deux premières victoires professionnelles lors du GP de Sanson et du Fitchburg Longsjo Classic.
1993 est signé par la révélation lors du Tour de France. Il est vainqueur au sprint à l'étape de Verdun. Néanmoins, il est distancé en montagne et en contre-la-montre à tel point qu'il perd près de 6 minutes sur Miguel Indurain lors de l'étape du lac de Madine. Il abandonne à la 12ème étape. Mais son véritable coup d'éclat date de la fin de la saison 1993. Sous des conditions météorologiques difficiles et devant tous les favoris, il remporte avec courage les Championnats du monde sur route à seulement 21 ans. Il remporte également cette année le Trofeo Laigueglia et le West Virginia Mountain Classic.
En 1994, il abandonne le Tour de France lors de la 15ème étape et remporte le Thrift Drug Classic. Il termine 7ème des championnats du monde de cyclisme sur route ainsi que 2ème à Liège-Bastogne-Liège et de la Classica San Sebastian.
En 1995, il remporte sa deuxième victoire sur la Grande Boucle lors de la 18ème étape à Limoges. Arrivant en solitaire sur la ligne, il en profite pour rendre hommage à Fabio Casartelli, son coéquipier décédé 3 jours plus tôt dans la descente du col du Portet-d'Aspet. Malgré de durs efforts, il n'arrive toujours pas à suivre les meilleurs en montagne, ce qui lui vaut la 36ème place au général lors de l'arrivée aux Champs-Élysées. Il remporte cette année le Tour du Pont et la Classica San Sebastian.
En 1996, il abandonne le Tour de France à la 6ème étape. Cette année est marquée par sa victoire au Tour du Pont, à la Flèche Wallonne, ainsi que par sa 2ème place à Paris-Nice et Liège-Bastogne-Liège et sa 6ème place du contre-la-montre des J. O. Suite à ces résultats, il s'affirme comme un coureur d'un jour et de courses par étapes d'une semaine. Fin 1996, il annonce son transfert chez Cofidis alors qu'il vient de terminer sa meilleure saison marquée par son plus haut niveau et par des progrès en montagne.
Mais cette carrière va être chamboulée par un évènement inattendu.

Son combat contre le cancer
Le 2 octobre 1996, Lance Armstrong apprend qu'il est atteint d'un cancer des testicules à un stade avancé, qui s'est répandu au cerveau et aux poumons. Dès ce jour, Lance Armstrong ne se considère pas comme une victime du cancer : c'est un survivant. Sa carrière professionnelle s'arrête et commencent de longs mois de souffrance et de combat. Cette période dure plus d'un an, durant lequel il frôle la mort à plusieurs reprises. Après sa guérison, il fonde la Lance Armstrong Foundation, appelée LIVESTRONG. Avec cette association, il compte utiliser ses déplacements à travers le monde et dans les épreuves sportives pour diffuser son message d'espoir (depuis 2010, le 2 octobre est le LIVESTRONG Day, jour de la lutte contre le cancer). Il entame sa rééducation après sa guérison et se bat pour avoir un seul objectif : refaire du vélo et retrouver son niveau de fin 1996.
Il signe en 1998 un contrat avec l'équipe U. S. Postal. Sa reprise est très difficile. Il est à la limite de l'abandon à Paris-Nice. Cette année est néanmoins marquée par sa première victoire depuis son retour, au Tour du Luxembourg, ainsi que par sa 4ème place à la Vuelta (Tour d'Espagne), où il a suivi les meilleurs en montagne. 1998 est l'année du renouveau pour lui car il retrouve son meilleur niveau très rapidement et termine 4ème des championnats du monde sur route.

1999-2005 : L'hégémonie sur le Tour
Dès son retour en forme, Johan Bruyneel, directeur sportif de l'équipe U. S. Postal, lui fait changer ses habitudes d'entraînement. Il améliore sa cadence de pédalage. Dès son retour, il se concentre uniquement sur le Tour de France et les courses par étapes d'une semaine, tout en gardant en tête l'Amstel Gold Race et Liège-Bastogne-Liège.
- En 1999, il remporte 4 étapes sur le Tour et la victoire au général.
- En 2000, il en remporte 1 et regagne le classement général.
- En 2001, il en remporte à nouveau 4 et accroche un 3ème maillot jaune sur le dos.
- En 2002, il ajoute 4 étapes à son palmarès ainsi qu'un nouveau Tour de France.
- En 2003, il remporte 2 étapes (dont un contre-la-montre par équipes) ainsi que son 5ème Tour. À ce moment-là, il égalise le nombre de victoires sur la Grande Boucle des quatre anciens recordmen : Jacques Anquetil, Eddy Merckx, Bernard Hinault et Miguel Indurain. Il ne se doute pas que ça continuera...
- En 2004, il domine le Tour. Il gagne 6 étapes, dont un contre-la-montre par équipe, et remporte notamment trois étapes consécutives.
Le 19 avril 2005, il annonce au monde entier sa retraite après le prochain Tour de France. Lors de celui-ci, il remporte 2 étapes et empoche un 7ème titre dans l'épreuve. C'est son Tour des records. En effet, non seulement il bat son propre record de l'année précédente avec 7 titres, mais il boucle le Tour le plus rapide de l'histoire à près de 41,654 km/h. Il est le seul athlète au monde à prendre sa retraite sur une telle victoire.

2005-2008 : Marathons et activités caritatives
De 2005 à 2008, il participe à de nombreux marathons pour diffuser le message de son association LIVESTRONG. À New-York, en 2007, il établit son record personnel de 2h46'43". En 2008, il prononce un discours sur le fléau du cancer aux États-Unis, soulignant que 50 000 personnes meurent chaque année à cause de la médiocrité des soins. À New-York, une salle retrace même sa carrière au Musée des Sports depuis mai 2008.
Le 24 septembre 2008, en conférence de presse, il annonce son retour à la compétition avec pour objectif un 8ème titre sur le Tour de France et de diffuser encore plus largement le message de son association LIVESTRONG.

2009-2011 : Le retour à la compétition
En 2009, il s'engage avec l'équipe Astana. Malgré son rang de co-leader avec Alberto Contador, il refuse un salaire. Ne touchant qu'un salaire minimum, il assure que l'argent reçu sera entièrement versé à son association.
Il annonce officiellement son retour à la compétition lors du Tour Down Under en Australie en janvier. Il participe au Tour de Californie, terminant 7ème, après avoir annoncé sa première participation au Giro d'Italia.
Le 23 mars, lors du Tour de Castille-et-Léon, il chute et se fracture la clavicule. Il est écarté de la route durant un mois. Il termine 2ème du Tour de Gila après sa reprise.
En Italie, il connait un début particulièrement difficile, arrivant à près de 3 minutes du russe Denis Menchov. Au fur et à mesure des étapes, sa condition s'améliore à tel point qu'il aide énormément son co-équipier Levi Leipheimer. Il termine à la 12ème place, un résultat honorifique après sa blessure.
Sur le Tour de France 2009, Lance Armstrong montre à nouveau sa position de "Boss" dans son équipe. Dès la 3ème étape, il s'insère dans une bordure et ordonne à ses coéquipiers de prendre les relais malgré le fait que le leader, Alberto Contador, soit distancé. C'est le signe d'une très forte tension entre eux deux. Il récupère 22 secondes. Lors du contre-la-montre par équipe, il laisse échapper le maillot jaune de Fabian Cancellara pour seulement 22 centièmes de seconde ! Dans les étapes de montagne, il est distancé de nombreuses fois mais il arrive tout de même à lâcher de nombreux leaders par des accélérations fulgurantes que personne ne pouvait contrer ou suivre. Lors de la dernière montée du Mont Ventoux, il reste au contact d'Alberto Contador et Andy Schleck avec une facilité déconcertante. L. A. est de retour ! Il finit 3ème du général derrière Alberto Contador et Andy Schleck.
En 2010, alors que l'équipe Radioshack se forme autour de lui, Lance Armstrong reprend le même programme d'entraînement avec en plus le Tour des Flandres et quelques modifications. Il arrive au Tour de France énormément préparé. Dès le prologue, il met la pression sur ses adversaires. Alberto Contador se retrouve distancé à 7 secondes d'un Armstrong plus puissant que jamais. Ce n'est pas un gros écart, mais cela porte un très gros coup au moral.
Lors de l'étape 4 avec les pavés, Lance Armstrong perd énormément de temps sur Alberto Contador à cause de 3 crevaisons. La malchance est sur lui... Les courses suivantes, son retard s'accentue à cause de cette malchance. Dans l'une des étapes des Alpes, alors qu'il se retrouve dans un groupe de leaders retardés suite à une chute, il chute en haut de l'avant-dernier col. Il sait que ce n'est pas son Tour. Après s'être relevé, on a pu voir sa tristesse et son désarroi : il se tenait les hanches. Ce fut fini pour lui. Il eut donc l'idée de remporter l'étape de Pau passant par le Tourmalet pour, au moins, faire quelque chose de son Tour.
Dans l'étape arrivant à Pau, il attaqua donc dans le Tourmalet pour tenter de gagner l'étape. Il se retrouva alors dans une échappée avec notamment le français Pierrick Fédrigo. Finalement, ce fut ce dernier qui remporta la course et Lance Armstrong se classa 6ème dans la même seconde que le vainqueur français. Il remonte au général.
Au final, il se classe 23ème de ce Tour de France qui sera pour lui son dernier (ou du moins pour ce qu'il a dit).
En 2011, il participe au Tour Down Under qui sera sa dernière course. En effet, il annonce au monde entier son retrait définitif de la compétition.

Sa vie après le cyclisme
Après sa deuxième carrière et après avoir réussi à répandre l'association, il se mit en tête de voyager et de continuer de se battre. Il s'est notamment rendu en Irak avec les soldats américains pour leur parler de l'association.

Les soupçons de dopage
Durant toute sa carrière, Lance Armstrong a fait l'objet de nombreuses attaques et suspicions concernant le dopage, notamment au sein des équipes Motorola et U. S. Postal. À l'époque de la rédaction de cet article, rien n'avait encore prouvé un quelconque dopage officiellement sanctionné par les instances sportives, bien que l'enquête fédérale ouverte suite aux révélations de Floyd Landis soit en cours pour déterminer la vérité.
L'auteur de l'article exprimait son incrédulité : "Personnellement, je n'y crois pas. Si dopage il y avait, pourquoi un dopé depuis bien longtemps déciderait d'attendre plusieurs années pour enfin l'avouer ? Surtout si ce dopé n'a fait que mentir depuis le début ? Et même si dopage il y avait, un homme donnant toute sa force à la lutte contre le cancer au niveau mondial avec une association maintenant connue et reconnue par tous vaut mieux que quelqu'un s'étant dopé rarement."