Lima upptäcktes när hon var 13 år. Ett år senare fick hon ett modellkontrakt med Elite Model Agency och flyttade då till New york. Hon slog igenom som modell för Victoria's secret, och har även gjort reklam för bland andra Giorgio Armani, Victoria's Secret, Lancôme, Christian Dior,Dolce & Gabbana, Calvin Klein, Gucci, Burberry Stella McCartney, Versace, Fendi, Hermès,Maybelline, Givenchy, Karl Lagerfeld och Guess?. Limas modellkarriär startade när hennes kompis i skolan ville ställa upp i en modelltävling men inte själv, så Adriana ställde upp med henne. Båda två skickade in bilder och inom en kort tid svarade tävlingssponsorerna och frågade om Adriana ville vara med. Hon var då 15 år. Tävlingen hette supermodel of Brazil och Lima kom på första plats. 1996 ställde hon upp på supermodel of the world och slutade på en andra plats. Tre år senare flyttade Adriana till New York och skrev kontrakt med Elite model management. Hennes modelportfolie började växa så fort hon skrev kontraktet. Adriana blev runway model för Vouge och Marie Clarie och gick på catwalken för designers som Vera Wang, Giorgio Armani, Valentino och många andra.

Lima fortsatte att bygga upp sin portfolie genom att göra mer fotoarbeten för Maybelline. 2003-2009 var Lima TVmodell. Samma år var hon med i Company's första kalender. Hon var också på många omslag av fashion magasines som ELLE, Harper's Bazaar, GQ, Arena, Vouge och French Revune. Hennes omslag på GQ blev så populärt att den var den bäst säljande tidningen för året.

Lima är mest känd för att vara en av Victoria's Secrets Angels. 2008 var hon den fjärde bäst betalda supermodellen i världen.

Lima började 2007 att dejta den serbiske basketspelaren Marko Jaric, som 2009–2010 spelade iReal Madrid Baloncesto. Paret gifte sig den 14 februari 2009, och den 15 november samma år födde Lima dottern Valentina.