Elle grandit dans une famille modeste et est élevée principalement par sa mère après le divorce de ses parents. Sa passion pour la musique est présente dès son plus jeune âge, enregistrant son premier album à l'âge de 14 ans.
Elle commence sa carrière en tant que chanteuse pop dans des groupes locaux avant de signer un contrat avec la maison de disques Atlantic Records en 2015. Cependant, c'est en sortant son premier single "Do It Right" l'année suivante qu'elle connaît le succès en atteignant la troisième place des charts britanniques.
En 2018, elle sort son premier album studio, intitulé "Speak Your Mind", qui rencontre un grand succès critique et commercial. L'album est entièrement écrit et composé par Anne-Marie elle-même et aborde divers thèmes tels que la sexualité, l'amour, la famille, le rejet social et la dépression.
En 2019, elle collabore avec le groupe Clean Bandit sur le single "Rockabye", qui devient un hit mondial atteignant la première place des charts britanniques et américains. La même année, elle est invité à chanter lors de la cérémonie des Brit Awards et obtient une nomination dans la catégorie Révélation internationale féminine.
Anne-Marie est également connue pour son activisme en faveur des droits LGBT et de l'égalité femmes/hommes. Elle est ouvertement bisexuelle et utilisée sa plateforme pour défendre les droits des personnes transgenres et non binaires. En 2019, elle a également participé à la marche des femmes de Londres pour l'égalité salariale.
Elle est également impliquée dans plusieurs campagnes humanitaires telles que "Love Muscular Dystrophy", une organisation qui lutte contre les formes rares de dystrophie musculaire, et "We Are All Cut From The Same Cloth", une campagne visant à défendre les droits des personnes issues de diverses cultures et communautés.
Elle est également ambassadrice du projet "Girl Up" de l'ONU pour la promotion des droits des filles à travers le monde.
En 2021, elle participe à la création d'une nouvelle émission télévisée, intitulée "The Masked Singer UK", dans laquelle elle est juge aux côtés de Rita Ora, Jonathan Ross et Davina McCall.