Уже с ранних лет Дакота начала проявлять актерский талант. Вместе с младшей сестренкой она разыгрывала перед родственниками забавные сценки, изображая окружающих людей. Родители Дакоты решили отдать девочку в театральный кружок, где им посоветовали найти для нее агента. Вскоре актрисе предложили первую работу – роль в рекламе стирального порошка.
Белокурая девчушка с большими голубыми глазами не осталась незамеченной – посыпались приглашения исполнить эпизодические роли в сериалах «Скорая помощь», «C.S.I.: Место преступления», «Практика». В 2001 году актриса семилетняя актриса снялась в короткометражке «Father Xmas» и молодежной комедии «Мартовские коты», а затем получила одну из главных ролей в драме «Я-Сэм». Партнером Дакоты по съемочной площадке был Шон Пенн. После выхода фильма на широкий экран у актрисы появились первые фанаты, а Гильдия киноактеров США отметила эту работу Дакоты Фаннинг номинацией в категории «Лучшая женская роль второго плана». В 2002 году Дакоте не удалось выиграть этот приз, но она стала самой юной номинанткой за всю историю премии.
Столь яркий дебют в большом кино привлек внимание режиссеров и продюсеров. Только за 2002 год актриса успела сняться в трех фильмах и минисериале. Через некоторое время в прокат вышел триллер «Игра в прятки», ради участия в котором Дакоте Фаннинг пришлось даже перекрасить волосы в более темный цвет. В этом фильме актрисе удалось сыграть в паре с Робертом Де Ниро. Еще одной заметной работой для Дакоты Фаннинг стали съемки в семейной драме «Мечтатель». Исполнитель главной роли, Рассел Курт, после выхода фильма отозвался о Дакоте как о лучшей партнерше, с которой ему когда-либо приходилось работать. Юную звезду заметил Стивен Спилберг и дал ей роль в своей экранизации романа Герберта Уэллса «Война миров». Эта работа была высоко оценена кинокритиками. Затем последовали съемки в фильмах «Паутина Шарлотты», «Тайная жизнь пчел», «Пятое измерение», «The Runaways» и в нескольких частях «Сумеречной саги».
Помимо непосредственно съемок, Дакота Фаннинг принимала участие в озвучивании таких популярных мультфильмов как «Мой сосед Тоторо» и «Коралина в стране кошмаров», а также мультсериалов «Гриффины» и «Лига справедливости». Кроме того, в 2010 году актриса подписала контракт с модельным агентством IMG Models, с которым сотрудничают такие звезды как Жизель Бюндхен и Наоми Кэмпбелл.
Несмотря на большую занятость в кино, в 2011 году Дакота Фаннинг успешно закончила школу и поступила в Нью-Йоркский университет, собираясь совмещать учебу и кинокарьеру. Удастся ли ей это – покажет время, но не вызывает сомнений, что зрители еще не раз увидят на экранах эту восходящую звезду Голливуда.