Fanning Conyers, Georgia'da doğdu. Eski tenisçi Heather Joy Arrington ve eski beyzbolcu Steven J. Fanning'in 2. kızıdır. Bir başka ünlü oyuncu Dakota Fanning'in kardeşidir. Oyunculuğa 3 yaşındayken, daha çok ablasının oynadığı karakterlerin bebeklik halini canlandırdığı I Am Sam, Taken'daki rolleriyle başladı. Daddy Day Care, The Door in the Floor, Déjà Vu, Babel ve The Curious Case of Benjamin Button gibi filmlerde en az ablası kadar yetenekli bir oyuncu olduğunu küçük yaşlarda ispatladı. 2014 yapımı Maleficent filminde Aurora karakterini canlandırdı. 3 Nesil (3 Generations) filminde cinsiyet değiştirmek isteyen Ramona/Ray rolüyle beğeni kazandı. 2016'da Neon Şeytan (The Neon Demon) filminde başrolde oynadı.
2017'de The Beguiled ve Mary Shelley filmlerinde boy gösteren Fanning, 2018'de I Think We're Alone Now filminde başrolü Peter Dinklage ile paylaştı.