Дакота Фаннинг родилась в спортивной семье — отец Стив Фэннинг (Steve Fanning), (р. 1967) — бывший бейсболист, мать Джой Фэннинг (Joy Fanning) (р. 1967), в девичестве Эррингтон (Arrington) — бывшая профессиональная теннисистка. Имеет немецкие и ирландские корни. Дакота научилась читать в 2 года, в 4 взяла в руки скрипку. Актёрские способности у неё появились с ранних лет. В 4 года, когда у неё родилась сестра Эль (Elle), она стала играть с ней в дочки-матери. Засовывала под платьице подушку и притворялась, что рожает. Её новорожденного ребёнка играла её сестра. Окружающие посоветовали родителям показать её какому-нибудь специалисту. В 1999 году, в 5-ти летнем возрасте, дебютировала в рекламе порошка «Тайд». В телевизионных постановках занята с 2000 года. В 2001 дебютировала в кино, в фильме «Я — Сэм». В 7-летнем возрасте сыграла в молодёжной комедии «Мартовские коты» (2001), в котором главную роль исполнил Джерри О’Коннелл. В 8 лет за участие в фильме «Я — Сэм» (2001) была выдвинута на соискание премии Гильдии киноактёров и стала самой юной номинанткой за всю историю данной награды. Ассоциацией кинокритиков вещательных компаний была награждена как «Лучшая молодая актриса». В многочисленных интервью образцами для подражаний она называет «оскароносных» Мерил Стрип и Хилари Суонк.

Самые заметные последние фильмы с её участием — «Затравленная» (Hounddog), фильм 2007 года, «Пятое измерение» (Push), фильм 2008 года, «Тайная жизнь пчёл» (The Secret Life of Bees), 2008 года. Действие фильма «Затравленная» разворачивается в начале 1960-х, в американском юге. Дакота там играет юную фанатку Элвиса, у её героини, как и у неё самой доброе сердце, но её ненавидят окружающие. Самой актрисе на съёмочной площадке было только 12, но ей приходилось сниматься в откровенных, даже эротических сценах, со сценами изнасилования, что породило дискуссию в американском обществе.