Anne Jacqueline 1982. november 12-én született Brooklynban, New Yorkban, az Egyesült Államokban. Édesapja, Gerald Thomas ügyvéd, édesanyja, Kathleen Ann színésznő. Egy bátyja van, Michael, és egy öccse, Thomas. Az ír, francia, német és indián felmenőkkel is rendelkező színésznő New Jerseyben nőtt fel.

A szigorú katolikus elvek szerint nevelt Anne 15 éves koráig apáca szeretett volna lenni, ám miután megtudta, hogy bátyja meleg, letett erről a szándékáról, és inkább másik szenvedélye, a színjátszás és az éneklés felé fordult. A színésznő a Millburn High School falai között tanult, ahol számos iskolai színdarabban is fellépett, de tagja volt a kórusnak is. Később többek közt New Yorkban képezte tovább magát.

16 évesen kapta meg a Légy valódi! című, rövid életű sorozat egyik szerepét, a mozivásznon a 2001-es Meztelen mennyországgal (2001) debütált. Még ebben az évben láthattuk a Meg Cabot regénye alapján forgatott Neveletlen hercegnőben (2001), mely meghozta számára világhírnevet.

A következő években Anne főleg családi filmekben szerepelt, melyeknek köszönhetően az amerikai média elsőszámú példaképnek állította be a színésznőt (Nicholas Nickleby – 2002, Elátkozott Ella – 2004, Neveletlen hercegnő 2. - Eljegyzés a kastélyban – 2004).

A kétezres évek második felében egyre komolyabb szerepeket kapott, játszott az Oscar-díjas Túl a barátságon (2005) című filmben, és az Ámok (2005) című drámában is. Ezeket követően olyan produkciókban láthattuk, mint Az ördög Pradát visel (2006), a Jane Austen magánélete (2007), a Rachel esküvője (2008) és A 109. utas (2008). Utóbbiban nyújtott alakításáért első ízben jelölték Golden Globe-díjra.

2010-ben szerepet kapott a nagysikerű Disney produkcióban, az Alice Csodaországban (2010) című filmben, játszott a Valentin napban (2010), valamint főszerepben láthattuk az Egy napban is(2011). 2013-ban megkapta Macskanő szerepét a Christopher Nolan rendezésében bemutatott A sötét lovag: Felemelkedés (2013) című nagysikerű képregény adaptációban. Karrierjének csúcsára A nyomorultakban (2012) játszott alakításának köszönhetően ért fel, melyért közel 30 nívós szakmai díjat, köztük Golden Globe- és Oscar-díjat nyert el.

A színésznő azóta is folyamatosan forgat, szinkronizál, és továbbra is játszik színpadokon. Legközelebb Christopher Nolan Csillagok között (2014) című filmjében láthatjuk viszont.

Anne első házassága 2008-ban ért véget, miután férjét, Raffaello Follierit letartóztatták csalás miatt. Jelenleg Adam Shulman felesége, akivel 2012-ben keltek egybe.