Anne Bancroft se narodila 17. září 1931 jako Anna Maria Luisa Italiano do rodiny italských přistěhovalců. Vyrůstala v Bronxu a již jako dítě se věnovala divadlu. Po maturitě na Christopher Columbus High School studovala v letech 1948-1950 herectví na newyorské American Academy of Dramatic Arts a začala vystupovat v TV programech Studio One. Další hereckou průpravu absolvovala v roce 1957 u Herberta Berghofa a o rok později vstoupila do Actors Studia.
Svůj režijní debut uskutečnila v roce 1970 autorským TV pořadem Annie: The Woman in the Life of a Man (Annie: Žena v životě muže), jehož byla také hereckou protagonistkou a za který obdržela cenu Emmy. Roli režisérky si zopakovala v roce 1980 v komediálním dramatu TLOUŠTÍK.
V roce 1953 se provdala za herce Martina A. Maye, ale nepříliš vydařené manželství vydrželo pouze do roku 1957. Jejim druhým manželem byl komik, filmový režisér, herec a producent Mel Brooks, za kterého se provdala v roce 1964. V roce 1972 se jim narodil syn Maxmilian. Společně si zahráli ve snímcích NĚMÝ FILM (r. M. Brooks, 1976) a BÝT, ČI NEBÝT (r. A. Johnson, 1983).
Anne Bancroft zemřela 6. června 2005 ve věku 73 let na rakovinu. Je pochovaná na Kensico hřbitově (Valhalla, New York) blízko hrobu svého otce Michaela Italiana.