Театральная карьера актрисы стартовала в 1994 году. Дебютной работой Энн-Мэри Дафф стало участие в спектакле «Uncle Silas» («Дядя Силас»). В том же году она отыграла в постановке «The Mill on the Floss» («Старая мельница»).
Позднее Anne-Marie Duff приняла участие в таких постановках, как «La Grande Magia» («Великая Магия»), «Peter Pan» («Питер Пен»), «War and Peace» («Война и мир»), «King Lear» («Король Лир»), «Vassa» («Васса»), «Collected Stories» («Собрание Историй»), «A Doll's House» («Кукольный дом»), «The Daughter In Law» («Сноха»), «The Playboy Of The Western World» («Плейбой западного мира»), «Days of Wine and Roses» («Дни вина и роз»), «The Soldier's Fortune» («Солдатская удача»), «Saint Joan» («Святой Иоанн») и «Cause Célèbre». За свою театральную карьеру она успела поработать на сцене Национального королевского театра и Лондонского Вест-Энда.
В 1998 году Энн-Мэри Дафф дебютировала на телевидении, сыграв в сериале канала BBC «Amongst Women» («Среди женщин»). В 1999 году она появилась в телешоу «Aristocrats» («Аристократы»). Позднее ее фильмография пополнилась ролями в таких многосерийных телевизионных фильмах, как «The Way We Live Now» («Дороги, которые мы выбираем»), «Sinners» («Грешники»), «Wild West» («Дикий запад»), «Doctor Zhivago» («Доктор Живаго»), «Charles II: The Power and the Passion» (2Последний король»), «Shameless» («Бесстыжие») и многих других.
Первый полнометражный фильм с участием Anne-Marie Duff вышел на экраны в 2001 году. В триллере Майкла Эптида «Enigma» она исполнила роль Кей. При бюджете в $4 301 582 лента сумела собрать $15 705 007.
В 2002 году Энн-Мэри Дафф снялась у режиссера Питера Муллана в драме «The Magdalene Sisters» («Сестры Магдалины»). Позднее она сыграла в драме Леонарда Абрахамсона «Garage» («Гараж»), триллере Ричарда Эйра «Notes on a Scandal» («Скандальный дневник») и мелодраме «The Waiting Room» («Комната ожидания») Роджера Голдби.
За роль в драме 2009 года «Nowhere Boy» («Стать Джоном Ленноном») Энн-Мэри Дафф была номинирована на премию «Британской академии» в категории «Лучшая женская роль второго плана».
