Elle a étudié à la London School of Musical Theatre, où elle a appris les techniques nécessaires pour devenir une chanteuse professionnelle. Elle a débuté dans le monde musical en tant que membre des groupes de chorale KissFM et Gareth Gates's Band.
En 2014, Anne-Marie sort son premier EP, "Karate". Son succès permet à la chanteuse de signer un contrat avec le label Major Tom Management l'année suivante. En 2015, elle participe à l'écriture et à l'enregistrement de plusieurs chansons pour des artistes tels que Charli XCX et Conor Maynard.
En 2016, Anne-Marie sort son deuxième EP "That's My Girl" qui connaît un succès commercial important avec le titre "Alarm". En 2017, elle participe à l'écriture de la chanson "Rockabye" du groupe Clean Bandit. La même année, elle sort son troisième EP "Speak Your Mind".
Son premier album studio "Speak Your Mind" est sorti en 2018 et a été un énorme succès commercial avec des singles tels que "Ciao Adios", "Friends", "2002" et "Perfect to Me". L'album a atteint la première place du UK Albums Chart.
En 2019, Anne-Marie sort son deuxième album studio intitulé "Therapy Session" qui comprend des collaborations avec Marshmello, Khalid, Doja Cat et H.E.R.. L'album a également atteint la première place du UK Albums Chart.
Anne-Marie est récompensée à plusieurs reprises pour ses talents de chanteuse et son engagement en faveur des droits des femmes, notamment aux Brit Awards 2019 où elle gagne le prix Rising Star. Elle a également été nommée aux Grammy Awards 2019 pour la meilleure performance pop solo.
Elle est une ambassadrice de l'ONG Save the Children et milite activement pour les droits des femmes, notamment en faveur de l'égalité salariale.