Anne Bancroft was op 4-jarige leeftijd (!) al te zien als danseres en actrice. Ze volgde een opleiding aan de American Academy of Dramatic Arts maar ze was ook een tijd verbonden aan de prestigieuze Actor’s Studio. Nog voor ze haar opleiding aan de vermelde Academy had afgewerkt kreeg ze een job aangeboden bij de televisie. Ze debuteerde er in 1950 onder de naam Anne Marno. In 1951 kreeg ze de gelegenheid een proefopname te doen bij 20th Century-Fox. Met succes want ze kreeg haar eerste filmrol in de prent Don’t Bother to Knock. Er volgden nog wat rolletjes in voornamelijk B-films maar ondanks dat bleek toen al dat Bancroft op weg was om een heuse filmster te worden.
Vanaf 1954 werkte ze freelance voor zowel toneel als televisie. Na haar terugkeer naar New York was ze te zien in het stuk Two for the Seasaw (1958) met Henry Fonda, ze werd hiervoor onderscheiden met een Tony Award. Het jaar daarop kreeg ze voor haar rol in het toneelstuk The Mracle Worker de New York Drama Critics Award én een Tony Award. Bancroft was in die mate succesvol dat ze dezelfde rol ook kreeg in de filmversie, ze won er zowaar een Oscar voor.

Andere belangrijke films waren The Pumpkin Eater waarvoor ze de prijs voor Beste actrice deelde op het Filmfestival van Cannes (1964) en natuurlijk ook The Graduate (1967), The Turning Point (1977) en Agnes of God (1985). Voor haar rol in 84 Charing Cross Road (1986) kreeg ze van de Britse Film Academy de prijs voor Beste actrice.

Ze volgde met succes de American Film Institute Directing Workshop for Women en besloot haar kans te wagen op vlak van regie met de film The August maar die werd nooit uitgebracht. In 1980 volgde een tweede poging tot regisseren met Fatso. Die film werd uitgebracht in 1980 maar kende slechts een matig succes.
Bancroft kwam als actrice heel goed tot haar recht in komedies. Dat wist haar echtgenoot, komiek, filmproducent en -regisseur Mel Brooks ook, bewijs daarvan de manier waarop hij het beste uit zijn echtgenote haalde tijdens het draaien van Silent Movie waar hij overigens ook zelf een rol in had. In 1983 was het paar overigens ook samen te zien in To Be or Not to Be. Mel Brooks richtte ook zijn eigen productiebedrijf op - Brooksfilms - en ook via die weg gaf hij vrouwlief soms ook een rol, zoals in The Elephant Man (1980) van David Lynch bijvoorbeeld.

Anne Bancroft trouwde twee keer. In 1953 een eerste keer met Martin May, in 1957 scheidden ze terug. In 1964 huwde ze dan met Mel Brooks.