Subito dopo il diploma AnnaLynne McCord si è unita alla Wilhelmina Modeling Agency ed è apparsa in alcune pubblicità di famosi marchi come Estee Lauder; per un breve periodo ha inoltre posato per la rivista Seventeen.
In televisione, oltre ad alcune apparizioni come guest nelle serie televisive Close to Home e The O.C., ha interpretato Loren Wakefield nella serie American Heiress. Era stata scelta nel cast della soap opera Rules of Deception, che però non è mai andata in onda a causa di un cambio di programmazione. È successivamente apparsa in Ugly Betty, Greek – La confraternita e Cold Case – Delitti irrisolti. Ha raggiunto maggiore notorietà con il ruolo di Eden Lord nella quinta e sesta stagione di Nip/Tuck. Dal 2008 al 2013 ha interpretato il personaggio di Naomi Clark nella serie televisiva 90210, spin-off della serie degli anni novanta Beverly Hills 90210. Nel 2014 entra nel cast ricorrente di Dallas.
Al cinema, è apparsa nel 2005 in un cameo nel film Natale a Miami, seguìto nel 2008 dal remake dell’horror Day of the Dead. L’anno successivo ha partecipato alla pellicola Fired Up! – Ragazzi pon pon, mentre nel 2013 ha preso parte come protagonista al thrillerScorned.