Sothern nasceu Harriette Arlene Lake em Valley City, Dakota do Norte em 22 de janeiro de 1909. Mas foi criada em Minneapolis, Minnesota, onde se formou no Central High School em 1927. Nessa época saiu de casa e iniciou sua carreira no cinema como figurante aos 18 anos.
Em 1929 e 1930 apareceu como corista em filmes como The Show of Shows e também aparecia ocasionalmente em espetáculos da Broadway, tinha uma voz muito boa e por isso as vezes aparecia cantando.
Em 1934 assinou contrato com a Columbia Pictures e em 1936 com a RKO Radio Pictures, até que finalmente assinou em 1939 com a MGM, onde conseguiu seu primeiro filme de sucesso Maisie, substituindo Jean Harlow, que havia falecido, no papel principal. Iniciando assim, uma sequência de filmes com a personagem “Maisie”, conseguindo até um programa de rádio devido a popularidade dos filmes, apresentado de 1945 a 1947 chamado The Adventures of Maisie.
Em 1949 atuou no filme vencedor do Oscar A Letter to Three Wives, que rendeu boas criticas a atriz, mas não o suficiente para alavancar sua carreira novamente. Durante os anos 1950 fez alguns filmes, mas principalmente participou de programas de TV. De 1953 a 1957 estrelou a série de TV Private Secretary e de 1958 a 1961 apresentou o programa The Ann Sothern Show, que lhe rendeu um prêmio Emmy.
De 1965 a meados da década de 1980, Ann apareceu esporadicamente em programas de TV. Sua última aparição foi no filme The Whales of Augustem 1987, como a vizinha das irmãs interpretadas por Lillian Gish e Bette Davis, esse papel lhe rendeu sua única indicação ao prêmio Oscar como melhor atriz coadjuvante, mas acabou perdendo para Olympia Dukakis.
Ann foi casada duas vezes, com Robert Sterling e Roger Pryor e se divorciou de ambos. Sua filha , Tisha Sterling nasceu do segundo casamento. Em 1987 ela abandou a carreira e mudou-se para Ketchum, Idaho onde viveu até sua morte em 2001, aos 92 anos, de insuficiência cardíaca.
