1953 yılında Konya'nın Ereğli ilçesinde dünyaya gelen Dr. Ali Talip Özdemir, ilk ve orta öğrenimini Konya'da tamamladı. 1973 yılında Ankara Devlet Mimarlık ve Mühendislik Akademisi'nde üniversite öğrenimine başlayan Özdemir, 1977 yılında Makine Mühendisi olarak mezun oldu. Daha sonra yüksek öğrenimini yapan Özdemir, 1987 yılında Makine Yüksek Mühendisi oldu.
Yüksek lisans öğrenimini yaptığı dönemde siyasete yakın ilgi duyan Ali Talip Özdemir, 1984 yılında yapılan yerel seçimlerde Konya-Ereğli'den Belediye Baskanı seçildi. İki dönem Ereğli Belediye Baskanlığı görevini sürdüren Özdemir, 1987 genel seçimleri için bu görevinden ayrılarak, Konya Milletvekili olarak parlamentoya girdi. Milletvekili olduktan sonra bir süre Turgut Özal döneminde ANAP Genel Baskan Yardımcılığı görevinde bulunan Ali Talip Özdemir, TBMM'de kurulan Çevre Arastırma Komisyonu Baskanlığı'na getirildi.
1991 yılında Mesut Yılmaz'ın Basbakanlığı'nda kurulan kabinede Çevreden Sorumlu Devlet Bakanı olarak görev yapan Ali Talip Özdemir, Çevre Bakanlığı'nın kurulmasıyla da ilk Çevre Bakanı ünvanına sahip oldu.
1992 yılında yapılan ara yerel seçimlerde İstanbul - Bakırköy Belediye Baskanlığı'na aday olan ve seçilen Ali Talip Özdemir, iki dönem bu görevini sürdürdü. Bakırköy Belediye Baskanlığı yanısıra Marmara ve Boğazlar Belediyeleri Birliği Baskanlığı'nı da yürüten Ali Talip Özdemir, Avrupa Belediyeler Birliği 1995 erken genel seçimlerinde İstanbul'dan üyeliğinde de bulundu. İstanbul'da milletvekili seçilen Ali Talip Özdemir, ANAP ve DYP'den olusan 53. Hükümetinde Basın ve Enformasyondan sorumlu Devlet Bakanı olarak görev yaptı.
11 Ocak 2003 tarihinde yapılan Anavatan Partisi 3. Olağanüstü Büyük Kongresi'nde Genel Başkanlık görevine seçildi.