Il suo primo ruolo di rilievo è in un altro film di guerra, Fuoco a oriente (1943), ma la grande occasione, nel film per il quale è maggiorante ricordata, arriva con il ruolo da protagonista in Il giardino delle streghe (1944), in cui interpreta il ruolo di una bambina la cui sensibilità la mette in contatto in modo simpatetico con il mondo del soprannaturale e delle persone defunte. Ann apre un filone che sarà da allora ripercorso con successo da altri attori bambini e raggiungerà il suo culmine ne The Sixth Sense - Il sesto senso (1999) con Haley Joel Osment.
La sua carriera è bruscamente interrotta nel 1948, quando contrae la poliomielite. Seguono anni difficili di convalescenza e riabilitazione prima che riesca a sconfiggere la malattia. Si iscrive all'Occidental College a Los Angeles e decide - contrariamente alle attese della madre e del suo agente - di abbandonare il mondo dello spettacolo per dedicarsi da allora in poi all'insegnamento nella scuola.
Si sposa nel 1957 con Crosby Newton, dal quale ha tre figli. Negli anni Ottanta si trasferisce con il marito a Seattle. Lasciata la scuola per dedicarsi alla cura dei nipotini, nel 2007 torna davanti alla macchina da presa in un documentario sulla vita di Val Lewton (Val Lewton: The Man in the Shadows), produttore del film che più l'ha resa famosa. Nel 2008 è intervistata da Tom Weaver nel libro I Talked with a Zombie: Interviews With 23 Veterans of Horror and Sci-fi Films and Television (McFarland & Co., 2008).[2]