Ханна Дакота Фэннинг родилась 23 февраля 1994 в городе Коньерс, Джорджия, США. Росла в спортивной семье - отец - бывший бейсболист команды Сент-Луис Кардиналс. Мать - бывшая профессиональная теннисистка. У Дакоты есть младшая сестра Эль Фэннинг, также актриса. Окончила «Campbell Hall School» в Северном Голливуде, Лос-Анджелес, где являлась членом группы поддержки школьной команды.

    Актёрские способности проявились с ранних лет. Дакота стала посещать театральную студию, расположенную недалеко от её дома. Там родителям посоветовали нанять для неё агента. Семья в 1999 году по совету агента поехала на 6 недель в Лос-Анджелес, запланировав вернуться обратно в Джорджию. Но агент нашёл Дакоте первую работу в рекламе порошка «Tide», и семья обосновалась в новом городе.

    Первой заметной актёрской работой стала гостевая роль в одном эпизоде драматического сериала «Скорая помощь», где она сыграла одну из своих любимых ролей - больную лейкемией жертву автоаварии. После были гостевые роли в других известных телесериалах, среди которых «C.S.I.: Место преступления», «Друзья», «Практика», «Спин Сити», а также играла главных героинь в детстве в сериалах «Элли МакБил» и «Шоу Эллен».

    В 2001 году дебютировала в большом кино в фильме «Я - Сэм» с Шоном Пенном в главной роли, где она сыграла дочь умственно отсталого главного героя, за опеку над которой он борется. За эту роль семилетняя Дакота была выдвинута на соискание премии Гильдии киноактёров и стала самой юной номинанткой за всю историю данной награды. Также она получила награду как «Лучшая молодая актриса» от «Ассоциации кинокритиков вещательных компаний» «Broadcast Film Critics Association».

    В 2002 году Стивен Спилберг выбрал Дакоту на главную детскую роль в научно-фантастическом минисериале «Похищенные». К этому времени она уже успела получить несколько положительных отзывов от критиков, в частности от Тома Шэйлза из «The Washington Post». В этом же году Фэннинг появилась в трёх фильмах: в роли жертвы похищения в «24 часа», играя персонаж Риз Уизерспун в детстве в «Стильной штучке» и в роли Кэти в фильме «Гензель и Гретель».

    В 2003 году отличилась, исполняя роли очень взрослого ребёнка со взбалмошной няней Бриттани Мёрфи в «Городских девчонках» и Салли в комедии «Кот». Также в этот период была занята в озвучке англоязычной диснеевской версии 2005 года японского мультфильма «Мой сосед Тоторо», а также по одному эпизоду в сериалах «Гриффины» и «Лига Справедливости».

    В 2004 году появляется в фильме «Гнев», где она играет роль девятилетней девочки Лупиты Рамос, которую похитила мексиканская банда, в то время как её должен был защищать наёмный телохранитель Дензел Вашингтон. «Игра в прятки» была первым фильмом, вышедшим в 2005, где Дакота сыграла с Робертом Де Ниро. Также в этом году она озвучила Лило, в вышедшем на видео мультфильме «Лило и Стич 2: Большая проблема Стича».

    В конце октября 2004 года Дакота завершила съемки в «Мечтателе» с Куртом Расселом в главной роли. После чего Рассел, игравший отца персонажа Дакоты, сказал, что она была его лучшей партнёршей за всю его карьеру. Затем была роль в фильме «Война миров» совместно с Томом Крузом, и сразу без перерыва Дакота поехала на съёмки «Паутины Шарлотты», закончив сниматься в мае 2005 в Австралии.

    Летом 2006 года Фэннинг была занята на съёмках фильма «Затравленная», а после выхода фильма подверглась критике за сцену изнасилования её персонажа. В 2006 году в возрасте 12 лет Дакота Фэннинг была приглашена присоединиться к Академии кинематографических искусств и наук, став самым молодым членом академии за всю историю. Заработав в 2006 $4 миллиона, она попала на 4-е место в списке «Forbes» ведущих звёзд в возрасте до 21-го года.

    В 2007 году Дакота представляла одежду из весенне-летней коллекции Марка Джейкобса, а в марте 2011 года она возглавила рекламную кампанию нового парфюма «Marc Jacobs», получившего название «Oh Lola».

    В январе 2008 года начала съёмки в адаптации одноимённой новеллы Сью Монк Кидд «Тайная жизнь пчёл». В 2009 году сыграла провидицу Кесси Холмс в фильме «Пятое измерение».Снялась в 2009-2010 годах в небольшой роли вампира Джейн в фильмах «Сумерки. Сага. Новолуние», «Сумерки. Сага. Затмение», «Сумерки. Сага. Рассвет: часть 2», снятых по произведениям Стефани Майер.

    В декабре 2010 года стало известно, что Фэннинг подписала профессиональный модельный контракт с агентством «IMG Models», с которым сотрудничают такие известные модели как Жизель Бюндхен, Кейт Мосс, Наоми Кэмпбелл.

    С 2013 года Дакота встречается с моделью Джейми Страчаном.