Ann Rutherford werd geboren in Vancouver, Brits-Columbia, Canada. Als dochter van een voormalige Metropolitan Opera-zanger, John Rutherford, en haar acterende moeder, Lillian Mansfield, was Ann voorbestemd voor de showbusiness. Kort na haar geboorte verhuisde het gezin naar Californië, waar ze in 1925 haar toneeldebuut maakte.
Ann verscheen de volgende negen jaar in vele toneelstukken en op de radio voordat ze haar eerste filmoptreden maakte in Waterfront Lady (1935). Anns talent was direct duidelijk en ze tekende voor drie films in 1935: Waterfront Lady (1935), Melody Trail (1935) en The Fighting Marines (1935). Inmiddels was ze een leading lady in de legendarische westerns met twee legendes, John Wayne en Gene Autry.
Toen Ann 17 was, sloot ze een deal met MGM, waar ze de status van superster kreeg voor haar vertolking van Polly Benedict in de populaire Andy Hardy-serie met Mickey Rooney. Anns eerste rol als Polly was in 1938, in You're Only Young Once (1937). Drie Hardy-films werden datzelfde jaar nog geproduceerd: Out West with the Hardys (1938), Love Finds Andy Hardy (1938) en Judge Hardy's Children (1938). Ann vond ook tijd om in andere producties te spelen. Een daarvan, die nog steeds geliefd is, is de Charles Dickens-klassieker A Christmas Carol (1938), waarin ze de lieve rol van de Geest van het Verleden speelde.
In 1939 speelde Ann de rol van Annie Hawks in Of Human Hearts (1938) naast nog drie Andy Hardy-films. Maar dat jaar kreeg Ann ook een rol in de meest populaire film uit de filmgeschiedenis. Ze speelde Careen O'Hara, Scarletts jongere zusje, in Gone with the Wind (1939). Veel fans van de Andy Hardy-serie gingen er speciaal voor Ann heen. De film was ongetwijfeld een megahit. Ann hervatte daarna het maken van andere films.
Terwijl ze voor MGM werkte, stond Ann, net als de andere sterren, onder het waakzame oog van filmmagnaat Louis B. Mayer. Het draaide om winst, en Mayer hield de salarissen van de artiesten zo laag mogelijk. De meesten probeerden opslag te krijgen en faalden. Zelfs Mickey Rooney was tijdens zijn gloriejaren bij MGM aanzienlijk onderbetaald. Maar Ann Rutherford niet. Toen ze om opslag vroeg, haalde ze haar bankboekje tevoorschijn, toonde Mayer het bedrag en zei dat ze haar moeder een nieuw huis had beloofd. Ann kreeg haar opslag.
In 1942, op 22-jarige leeftijd, verscheen Ann in haar laatste Andy Hardy-film, Andy Hardy's Double Life (1942). Ze verliet MGM en freelancete haar talent. Ann was nog steeds in trek. In 1943 verscheen ze in Happy Land (1943), maar het was wat later in haar carrière dat ze in twee grote hits speelde. In 1947 speelde ze Gertrude Griswold in The Secret Life of Walter Mitty en Donna Elena in Adventures of Don Juan in 1948.
Daarna verscheen Ann in verschillende tv-programma's en keerde pas in 1972 terug naar het witte doek in They Only Kill Their Masters (1972). Haar laatste rol was in 1976 in de teleurstellende Won Ton Ton: The Dog Who Saved Hollywood (1976), waarna ze met pensioen ging. Ann werd benaderd om de oudere Rose te spelen in de megahit Titanic (1997), maar sloeg het aanbod af. Ze genoot met volle teugen van haar pensioen, waarbij ze constant werd overspoeld met fanmail en verschillende interviews en optredens gaf.
Ann Rutherford overleed op 11 juni 2012 in haar huis in Beverly Hills, met haar goede vriendin Anne Jeffreys aan haar zijde. Ze was 94 jaar oud.