Фанни Валетт родилась 4 июля 1986 года в городе Арль, департамент Буш-дю-Рон, Франция. С раннего возраста Фанни училась танцам и игре на фортепиано. В возрасте восьми лет она прошла прослушивание и получила роль в сериале «Семья на двоих». Ее дебют в кино - в 1999 году в картине «Сын француза» Жерара Лозье.
В 2004 году Карин Альбу предложил ей главную роль в «Маленьком Иерусалиме», который принес актрисе различные награды: «Звезда прессы», «Приз как самой многообещающей актрисе» и в 2006 году номинацию на премию «Сезар» за лучший женский дебют. Она играет роль влюбленной 18-летней еврейки.
В дальнейшем она много снимается и уверенно получает награды за работы. Ее карьера началась с роли Клары в эпизоде сериала «Школьный учитель». В 2006 году она на афише фильма «Изменение адреса» Эммануэля Муре, далее - на афише «Мольера», где ее партнерами по съемочной площадке стали Роменом Дюрис и Фабрис Лукини. Этот фильм стал самым ярким и известным в карьере актрисы Фанни Валетт.
В 2008 году она вернулась в «Добро пожаловать домой», третье производство Жан-Ксавье де Лестрейда вместе с Робинсоном Стевенин. Российскому зрителю также знакома картина «Головокружение», в которой Валетт сыграла главную роль.