Enfant unique de parents philippins, elle grandit dans une famille modeste. À l'âge de douze ans, elle commence sa carrière artistique en participant à des concours de chant et en donnant des représentations publiques pour la communauté philippino-américaine de Los Angeles.
En 1994, Ann-Marie Rios sort diplômée du lycée Notre-Dame Academy, où elle a notamment participé à la chorale et à des spectacles de théâtre. La même année, elle est choisie pour incarner le personnage principal d'une série télévisée pour enfants, *The Kids from Room 402*, qui ne rencontre pas un grand succès.
En 1997, Ann-Marie Rios se fait connaître du grand public grâce à sa participation à la version anglaise de l'émission Popstars, intitulée *Popstars: USA*. Elle est membre de la première équipe féminine sélectionnée pour former le groupe femmes *INOJ*, mais ce projet n'aboutit pas. En parallèle, Ann-Marie Rios continue à poursuivre une carrière solo, enregistre un premier album intitulé *I Believe* qui rencontre un succès modéré, et participe à des émissions de télé-réalité telles que *The Surreal Life*.
En 2004, Ann-Marie Rios se marie avec le musicien américain Nick Lachey. Le couple divorce en 2006, après deux ans de mariage. En 2008, Ann-Marie Rios publie son second album studio, *Under My Skin*.
En parallèle de sa carrière musicale, Ann-Marie Rios continue à se produire sur scène et à apparaître dans diverses émissions de télévision, notamment dans une version anglaise de l'émission *Dancing with the Stars* en 2007.
En 2018, Ann-Marie Rios se marie avec le réalisateur philippin Jon Avidano. La même année, elle annonce sur les réseaux sociaux qu'elle attend son premier enfant. En octobre de la même année, elle donne naissance à une fille prénommée Lola-Grace Avidano.
Ann-Marie Rios est également connue pour ses engagements humanitaires, notamment en faveur des droits des femmes et des enfants. Elle a travaillé avec plusieurs organismes tels que UNICEF et Plan International, notamment en participant à des campagnes de sensibilisation au VIH/SIDA.