Naceu en Vegadeo, poboación que administrativamente non pertence a Galicia, aínda que culturalmente considérase territorio galego pola súa lingua e folclore. Ademais Armando Cotarelo fixo varias contribucións á cultura galega.Licenciouse en Filosofía e Letras. En 1929 foi elixido membro da Real Academia Galega xunto con Ramón Cabanillas. Tamén foi membro da Real Academia de Historia.
A súa máxima contribución á literatura galega son as súas creacións teatrais: Trebón (1922), Sinxebra (1923), Lubicán (1924), Hostia (1926), Beiramar (1931) e Mourenza (1931). O seu teatro caracterízase por unha lograda estructura das pezas e o coidadoso retrato psicolóxico dos personaxes.Escribiu ademais outras moitas obras tanto en galego como en castelán entre as que destacan Contos de Nadal, colleitos do pobo (La Coruña, 1927), Cancioneiro da agulla enxergado con doas do pobo (A Coruña, 1931), La heráldica: Blasón galaico. Contribución al estudio de la heráldica gallega (A Coruña, 1928), Argonautas gallegos (1519-1522) (Santiago, 1920), Los hermanos Eans Mariño, poetas gallegos del siglo XIII (Madrid, 1933), Encol do nome de Martín Códax (Santiago, 1933), El castellano en Galicia (Madrid, 1927), etc.
Dedicóuselle o Día das Letras Galegas no ano 1984.