Дакота Фаннинг родилась 23 февраля 1994 года. Ее отец Стив — бывший бейсболист, мать Джой — бывшая профессиональная теннисистка. У Дакоты есть младшая сестра Эль Фэннинг, также актриса. Семья Фэннинг являются баптистками.

В детстве Дакота стала посещать театральную студию, расположенную недалеко от её дома. Сотрудники театра, заметив большой талант Дакоты, посоветовали родителям нанять для неё агента.

Первой работой Дакоты была реклама порошка «Тайд». Затем она много снималась в ролях второго плана «Скорая помощь», «Элли МакБил», «Практика», «Малкольм в центре внимания» и «Городская круговерть». Следующим шагом был переход от съемок в сериалах до ролей в художественных фильмах, начиная с «Мартовские коты» (2001) и «Я – Сэм» (2001), где она сыграла роль Люси Даймонд Доусон, за которую получила свою первую номинацию.

С тех пор Фэннинг начала работать еще усердней. Она завершила работу еще в двух фильмах «24 часа» и «Стильная штучка» в 2002 году, дальше роль в известном научно-фантастическом фильме Стивена Спилберга «Похищенный» и художественных фильмах «Городские девчонки» (2003) и «Кот» (2003).

В 2004 Дакота Фэннинг снялась в фильме «Гнев» вместе с Дензелом Вашингтоном.

В 2005 году в фильме «Игра в прятки» Дакота сыграла с Робертом Де Ниро.

Дакота завоевала многочисленные награды за свою работу, в том числе, кинопремию Молодой актёр за фильм «Мечтатель» (2005), где она сыграла девушку, которая безумно любит лошадей. На самом деле, она любит лошадей и в реальной жизни и у нее теперь есть свой конь по кличке Голди.

В 2009-2011 годах снялась в небольшой роли вампира Джейн в «Сумеречной саге» («Новолуние», «Затмение» и «Рассвет»), снятых по произведениям Стефани Майер. В период между первыми двумя фильмами, она сыграла подростка рокера Карри Чери в биографическом фильме «Беглецы» (2010), совместно с напарницей по фильму «Сумерки» Кристен Стюарт, которая играет Джоан Джетт.

В феврале 2011 года появилась информация, что Дакота снимется сразу в трёх фильмах: «Girls' Night Out», «The Motel Life» и «Mississippi Wild».

Также Дакота пришла на смену Сирше Ронан, в биографическом фильме «Эффи», где актрисе предстоит сыграть Эффи Грей, жену критика, архитектора, поэта и художника Джона Рёскина. Премьера состоялась в 2012 году.