Annabeth Gish commence sa carrière au cinéma à l'âge de 15 ans, en 1986, dans Desert Bloom aux cotés de l'incontournable Jon Voight. Mais c'est pour sa prestation dans Mystic Pizza de Donald Petrie en 1988, où elle donne la réplique à Julia Roberts, qu'elle obtient la reconnaissance de ses pairs en remportant à l'âge de 17 ans le "Young Artist Award" de la meilleure actrice. Dès lors, la jeune comédienne, qui commence à recevoir de multiples propositions pour divers projets cinématographiques, préfère se consacrer à ses études et disparait des écrans pendant quatre longues années durant lesquelles elle décroche son diplôme de fin d'études à l'université de Duke, l'une des plus prestigieuses des Etats-Unis, située en Caroline du Nord.

Une fois ses études terminées, Annabeth Gish va batailler pour se faire un nom dans le milieu très prisé de la télévision et du cinéma qui semble l'avoir oublié. Elle décroche ses premiers rôles dans des téléfilms plus ou moins bons puis enchaîne avec le cinéma, son souhait le plus cher depuis son retour sous les feux des projecteurs. Ainsi, on la retrouve au casting de Wyatt Earp de Lawrence Kasdan (1994), de Nixon, le fameux biopic d'Oliver Stone sur l'ex-président américain controversé, mais aussi de Beautiful Girls de Ted Demme (1996) ou encore Mon copain Mac de Sean McNamara (2001), aux cotés de James Woods.

Tout ne va pas se passer comme prévu pour l'actrice américaine. Ne recevant que très peu de rôles pour le grand écran, sa carrière semble plus se dessiner sur la petite lucarne. Dès lors, on la retrouve dans les années 2000 dans de nombreux téléfilms ainsi que dans plusieurs séries télévisées à succès telles que À la Maison blanche, Brotherhood, FlashForward ou encore Pretty Little Liars. La comédienne effectue son retour au cinéma en 2011, année déterminante pour sa carrière, puisqu'elle s'affiche aux cotés de Sam Worthington dans Killing Fields, une sombre histoire de meurtres en série mise en images par la fille de Michael Mann.