Родилась 12 ноября 1982 года в Нью-Йорком районе Бруклин. Ее отец работал адвокатом, а мать была актрисой, которая и вдохновила дочь последовать ее шагам. Имя девочке родители дали в честь жены Вильяма Шекспира, фамилия которой также была Хэтэуэй. Их семья была благополучной и крепкой, а детство Энн прошло в Нью-Джерси, куда они переехали, когда ей исполнилось шесть. Так как семья была католической и глубоко религиозной, то какое-то время Энн даже хотела стать монахиней, но в возрасте пятнадцати лет она узнала, что ее старший брат гомосексуалист, и решила, что не может поддерживать религию, которая не поддерживает ее брата.
В юношестве Энн много играла на сцене в школьных постановках и даже номинировалась на награду как восходящая звезда среди постановок старших классов. Развитию ее актерской карьеры какое-то время мешал высокий рост, который не подходил для того, чтобы играть детей в серьезных постановках, но и на взрослую Энн не была похожа. Также в то время Энн много внимания уделяла пению. И в 1998 она даже выступала в Карнеги-холл в составе школьного хора, вскоре после чего была утверждена на одну из ролей в телесериале «Будь собой».
После завершения съемок Энн в 2001-м дебютировала и на большом экране - в ленте «Как стать принцессой», режиссером которой выступил Гэрри Маршалл, раскрывший талант Джулии Робертс в фильме «Красотка». Фильм ждал успех и внимание критиков. Следующей работой Энн, вышедшей на экраны, стала драма «Глаз бури», съемки которой закончились еще до фильма «Как стать принцессой», но продюсеры решили отложить выход картины, чтобы Энн к этому моменту стала более известной и не прогадали.
После своих первых серьезных ролей Энн Хэтэуэй взялась продолжить обучение и поступила в колледж «Вассар», изучая там английскую литературу. В 2002-м ей выпало озвучить персонажа из японского мультфильма «Возвращение кота» в английской версии. В том же году она снялась в экранизации популярного романа Чарльза Диккенса - драме «Николас Никлби». Следом была роль в комедийной сказке «Заколдованная Элла». В 2004-м году также было снято продолжение успешной ленты «Как стать принцессой» - «Дневники принцессы 2: Как стать королевой». Но повторить успеха первой части не удалось. Очередного мультипликационного персонажа Энн Хэтэуэй озвучила в мультфильме «Правдивая история Красной Шапки». А затем сыграла непривычную для себя роль в криминальной ленте «Крэйзи». В 2005-м году на экраны выходит собравшая множество наград драма «Горбатая гора», в которой одну из ролей сыграла Энн Хэтэуэй. Но еще большая популярность пришла к ней с выходом следующей работы - «Дьявол носит Prada», в которой ее партнершей по съемочной площадке стала обожаемая Энн с детства актриса Мерил Стрип. Для следующей своей роли молодой писательницы в биографической ленте «Джейн Остин» Энн Хэтэуэй освоила игру на пианино.
Наконец, впервые Энн номинируется на премии «Оскар» и «Золотой глобус» за свою игру в драме «Рэйчел выходит замуж». В 2009-м зрителям была представлена картина «Война невест», в целом прохладно встреченная критиками, но при этом Энн Хэтэуэй таки была номинирована MTV за лучшую женскую роль. А одной из последних ярких ролей Энн стало ее участие в снятой Тимом Бертоном экранизации «Алиса в стране чудес».
Самым кассовым фильмом в карьере Энн Хэтэуэй стал "Темный рыцарь: Возрождение легенды". Заключительная картина трилогии Кристофера Нолана о Бэтмене, где актриса сыграла роль Женщины-кошки. Сотрудничество знаменитого режиссера и Энн Хэтэуэй не закончилось, и уже спустя два года девушка исполнила одну из ведущих ролей в научно-фантастическом фильме "Интерстеллар".
За свою продолжительную карьеру Энн Хэтэуэй была удостоена множества наград. Среди которых премия "Эмми" в 2010 году, "Золотой Глобус" в 2013 году, "Премия Гильдии киноактеров США" в 2013 году, "BAFTA" в 2013 году, а также "Оскар" в 2013 году за лучшую роль второго-плана в фильме "Отверженные". В 2009 году актриса вошла в список топ-100 Forbes Celebrity.
Около четырех лет Энн была в отношениях с итальянским предпринимателем Рафаэлло Фольери, которого обвиняли в хищении 50 млн. долларов из фонда помощи католическим церквям, соучредителем которого, в том числе, являлась сама Энн. Следствие в качестве доказательств приобщило к делу даже личные дневники актрисы, впрочем, к самой Энн никаких претензий не было.
Прошло совсем немного времени после разрыва с Фольери, и Хэтэуэй стала встречаться с актером Адамом Шульманом. В 2011 году пара объявила о помолвке, а спустя еще год сыграла свадьбу. Теперь Энн Хэтэуэй мать двоих детей. Первый, Джонатан, родился в 2016 году, а второй, Джек, в 2019 году.