Rođena je 13. kolovoza 1860, u obitelji kvekera Jacoba i Susan (Wise) Moses, koji su migrirali iz Pennsylvanije do iznajmljenom imanju u Darke County, Ohio, ruralnoj županiie na granici s Indianom. Bila je šesto od sedmero djece. Otac joj umire od upale pluća kada je imala 6 godina a majka, se suočava s činjenicom da ne može sama prehraniti veliku obitelj te Anne (staru 9 godina) šalje da služi jednoj bogatoj obitelji.

Obitelj je bila grozna prema Annie, tretirajući je kao robinju te se ona nakon dvije godine vraća kući. U međuvremenu majka se ponovno udala i rodila još jedno dijete, ali i  njezin drugi suprug umire, ostavljajući je da brine za sebe i djecu sama. Opet.

Annie, je pucala iz pištolja kao curica. Išla u lov i "stupičarenje" u potrazi za hranom... Mogla je upucati prepelice i fazane u glavu, pa su jestivi dijelovi ptica ostajali očuvani od sačme. Divljač koju je ulovila prodavala je mještanima Greenvilla,  te hotelima i restoranima u tom području i izgradila reputaciju vrhunskog strijelca. 

Svojim "biznisom" je otplatila hipoteku na farmu svoje obitelji sa samo 15 godina!!!

Frank -ljubav njenog života
Upoznaje Franka Butlera, koji je kao "putujući-revolveraš" održavao performanse u Cincinnatiju, (Ohio). Frank je izazivao domaće strijelce za okladu i tako se izdržavao. Lokalni vlasnik hotela koji je otkupljivao Anninu divljač je dogovorio takmičenje između Franka i Annie na Dan zahvalnosti...

Frank je bio iznenađen kako bi shvatio da je njegov protivnik 16-godišnja djevojka nižeg rasta; koja ga je i pobijedila! Frank je bio fasciniran i nakon njegovog upornog udvaranja su se oženili.  Bila je to velika ljubav...
Annie počinje "nastupati" kada se Frankov partner razbolio. Uzela je ime "Annie Oakley" po četvrti Oakley u Cincinnatiju, gdje su ona i Frank živjeli.

Frank je odmah prepoznao da Annie ima veću karizmu od njega i počeo joj prepuštati glavnu ulogu u putujućem showu. On joj je bio menadžer. 
1884. godine, poglavica Lakota Siouxa Bik Koji Sjedi (Sitting Bull), koji je potukao generala Custera u bitci kod Little Bighorna, je vidio Annie u kazalištu u St. Paulu, u Minnesoti. Tražio je da se susretnu što je bila obostrana simpatija na prvi pogled... Annie mu je kao zalog vječnog prijateljstva darovala potpisanu sliku na kojoj joj Bik Koji Sjedi daje mokasine koje je nosio u bitci kod Little Bighorna.
Bik Koji Sjedi daje joj novi nadimak "Watanya Cicilla". Mala Koja Uvijek Pogodi.
smiley

Annie Oakley susreće Buffalo Billa
Annie i Frank upoznaju i  Williama "Buffalo Bill" Codyja nakon predstave u New Orleansu. Frank i Cody su dogovorili da Annie počinje nastupati u Buffalo Bill Wild West Show. Na kraju je nastupala 16 sezona! Cody zove Annie "Li'l  Miss" (Mala gospođica). Njezina karizma i njezina vještina s različitim oružjem bili su omiljeni kod publike. Na udaljenosti 90 stopa, mogla je pogoditi pluteni čep pluta iz boce i zagasiti plamen svijeće. Na Annino inzistiranje, Cody je angažirao i Bika Koji Sjedi ali se on kao "Show Indijanac", nije najbolje snašao pa se vratio u rezervat.


1887., Buffalo Bill putuje u London da bi, u sklopu američke izložbe, kraljici Viktoriji (koja je slavila Zlatni jubilej) pokazao Divlji Zapad. Tijekom nastupa kraljica ViktorijA je ustala i duboko se naklonila izvođačima showa. Predstava je ostala u Londonu i izvedena je više od 300 puta što je  Annie pomoglo usavršiti sposobnost privlačenja pažnje.

Londonske novine su je obožavale.

1888., Wild West Show se vraća u SAD-u nakon zaustavljanja u Birminghamu i Manchesteru. Annie i Frank napuštaju show zbog razloga koji su "predugi za reći". U prosincu, debitirala kao glumica u predstavi Deadwood Dick. Slijedeće godine ponovo su se pridružili Wild West Showu za turneju po Europi, počevši od izložbi Svjetske izložbe u Parizu.

Nastupali su po jugu Francuske, Španjolske, Italije, Austro-Ugarske, i Njemačkoj... prije povratka u SAD u proljeće 1890.

Annie je bila neizrecivo slavna, i zarađivala više od bilo kojeg drugog u Buffalo Billa Wild West Show, pa su ona i Frank (kada je show vratio u SAD 1892.) kupili kuću u New Jersey, gdje su živjeli u između nastupa širom Amerike; kojih je bilo u 130 gradova svake sezone.

1901. Annie i Frank doživljavaju nesreću vozeći se vlakom jer 41-godišnjia Annie je bila na turneji neprekidno gotovo 20 godina. Od stresa je potpuno osjedila što kamuflira noseći periku. Frank je postao predstavnik Unije Metallic što im je omogućilo da nastave s povremenim turnejama jer su na njima reklamirali proizvode te tvrtke.

Annie Oakley u mirovini
Annie i Frank ostali dobri prijatelji s Buffalo Billom. Kad je Bill umro 10. siječnja 1917. napisala je vrlo dirljiv epitaf koji su objavile sve novine.

Tijekom slijedeće četiri godine, njezino zdravlje je počelo slabiti, pa se s Frankom vratilau Ohio.

3. studenog 1926. godine, umrla je od anemije u dobi od 66 godina.

Frank ju je oplakivao tako duboko da je prestao jesti i umro 18 dana kasnije. Pokopani su zajedno.