Annette mostrou logo cedo que desejava seguir carreira artística e, para isso, desde o colégio, centrou os estudos no teatro,
graduando-se na San Francisco State University antes de ser aceita pelo American Conservatory Theater de San Francisco. Iniciou sua carreira no teatro e trabalhando em Nova Iorque, foi indicada ao prêmio Tony por seu trabalho em Coastal Disturbances.

Apesar do sucesso, a atriz resolveu tentar a vida no cinema e fez sua estréia em 1988, como a mulher de Dan Aykroyd em As grandes férias. Dois anos depois, com o papel de Myra, em Os Imorais, conquistou sua primeira indicação ao maior prêmio do cinema, na categoria atriz coadjuvante.

Em 1991, ano em que se separou legalmente do primeiro marido, J. Steven White, Annette trabalhou em Bugsy, onde foi indicada como melhor atriz pelo Globo de Ouro. Ela contracenou com Warren Beatty e acabou apaixonando-se. Com o romance a todo vapor, a estrela engravidou e perdeu a chance de ser uma das mulheres fatais do cinema: ela seria Mulher Gato em Batman - O Retorno, mas por conta da gestação teve que ceder o papel à Michelle Pfeiffer.

Depois disso, o casal só fez a família aumentar e após o nascimento de Kathlyn, em 1992, vieram Benjamin, Isabel e a caçula Ella Corinne, que nasceu em 2000. A união resultou, ainda, no longa Love Affair - segredos do coração, de 1994.  

Menos conhecido pelas platéias de cinema, é o trabalho impressionante de Annette Bening no teatro. Ela atuou no Tiffany Theater em Los Angeles em TALKING HEADS de Alan Bennett, um festival de sete peças solo, como também no papel principal em HEDDA GABLER de Henrik Ibsen no Geffen Playhouse em Los Angeles, em 1999. No mesmo ano, a atriz recebeu atenção da crítica e do público pelo papel de Carolyn Burnham, no premiado Beleza Americana. Pela atuação, foi indicada ao Oscar de Melhor Atriz e ao Globo de Ouro como melhor atriz na categoria dramática.

Pelo mesmo papel ela ganhou o Screen Actor´s Award e o BAFTA. Entre seus outros papéis, ela fez A Premonição de Neil Jordan, Nova York Sitiada onde contracenou com Denzel Washington e Bruce Willis, e foi aclamada como melhor atriz pela National Board Review. Em Meu Querido Presidente contracenou com Michael Douglas, papel que lhe rendeu uma indicação do Globo de Ouro, além de atuar em Uma Segunda Chance de Mike Nichols com Harrison Ford, Culpado por Suspeita com Robert de Niro, Valmont - uma história de seduções de Milos Foreman e a comédia de Mike Nichols De que planeta você veio?. Seus papéis de coadjuvante incluem de Tim Burton Marte Ataca! e a adaptação de Ian Mckellen Ricardo III. Seu filme mais recente antes de fazer Adorável Júlia foi o faroeste Pacto de Justiça contracenando com Kevin Costner e Robert Duvall. Na primavera de 2005 ela será vista contracenando com Sir Ben Kingsley no filme da HBO, MRS. HARRIS.