Anne Winters werd geboren in Dallas in de Amerikaanse staat Texas als dochter van Karen en Harry Winters.[1] Ze groeide op vlakbij Lewisville. Ze ging naar school aan de Prestonwood Christian Academy, een privéschool in Plano.[2] Op twaalfjarige leeftijd zong Winters een solo bij het Amerikaanse Airlines centrum voor een publiek van 24.000 mensen. Winters wilde oorspronkelijk gaan studeren aan de Southern Methodist University, maar koos ervoor om naar Los Angeles te verhuizen om een acteercarrière op te kunnen bouwen.[3]
Winters maakte haar filmdebuut als een jonge Kathleen in de kerstfilm A Christmas Snow. Vervolgens was ze ook te zien in de film Cooper and the Castle Hills Gang. In 2013 maakte ze een gastoptreden in de Disney ChannelsitcomLiv and Maddie als Kylie Kramer, waarin ze een optreden maakte in de aflevering Steal-A-Rooney. Van 2013 tot 2014 had Winters een terugkerende rol als Kelsey in de ABC Family/Freeformdrama serie The Fosters. Van 2014 tot 2016 speelde Winters een hoofdrol van Emma Al-Fayeed in de dramaserie Tyrant, van Gideon Raff op FX Network.[4] In het tweede seizoen werd ze geciteerd als gastrol en kwam ze in enkel vier van de dertien aflevering voor. In het derde seizoen vertolkte Winters opnieuw dezelfde rol.[5] In 2014 had Winters een hoofdrol in dramafilm Sand Castles, geregisseerd door Clenét Verdi-Rose, naast acteurs Jordon Hodges en Clint Howard. Voor deze rol won ze een Leonardo da Vinci Horse Award voor Best Ensemble Cast tijdens het Internationaal filmfestival van Melbourne.[6] Ook was Winters in 2014 te zien als Kelly Decker in de actiefilm Fatal Instinct.
Winters speelde de terugkerende rol van Chloë Rice, een cheerleader, in het tweede, derde en vierde seizoen van de Netflix dramaserie 13 Reasons Why.[15] Daarnaast had ze een rol in de komediefilm Night School, geregisseerd door Malcolm D. Lee, en werd ze gecast in de ABC-dramaserie Grand Hotel.[16][17] In 2022 verscheen Winters in het derde seizoen van The Orville, als het personage Charly Burke.[18][19]
