Nacida con el nombre de Ann-Margret Olsson en Suecia el 28 de abril de 1941, se trasladó a los Estados Unidos en su juventud, y creció en Illinois. Como cantante, fue descubierta en un club nocturno por el actor y cómico George Burns.
Sin embargo, su carrera discográfica no fue tan exitosa como su carrera cinematográfica. Su primera experiencia en el cine fue en la película "Un gángster para un milagro" en 1961, a la que siguió "State Fair" al año siguiente. Pero fue su papel protagonista en "Un beso para Birdie" (1963) el que le lanzó al estrellato. Después de rodar "Cita en Las Vegas" con Elvis Presley, ambos comenzaron una relación que atrajo la atención de la prensa del corazón. Esta relación provocó un enfrentamiento con la entonces esposa de Elvis, Priscilla. Aunque la relación terminó poco después, Presley siguió siendo gran amigo de la actriz hasta su muerte. De todas las estrellas de Hollywood con las que Elvis había trabajado, Ann-Margret fue la única que asistió a su funeral.
En 1963, Ann-Margret fue la estrella invitada en un episodio de la serie de dibujos animados"Los Picapiedra", cuyo personaje se llamaba "Ann-Margrock".
En 1975 participó en "Tommy", papel por el que fue candidata al Oscar a la mejor actriz. Además de sus dos candidaturas a los Oscars, Ann-Margret ha sido candidata a 10 Globos de Oro, ganando cinco de ellos, incluyendo el de Mejor actriz de comedia o musical por "Tommy".
En 1995, fue elegida por la revista Empire como una de las 100 estrellas más atractivas en la historia del cine; concretamente, estaba situada en el puesto décimo.
Ann-Margret tiene una estrella en el Paseo de la Fama de Hollywood situada en el 6501 de Hollywood Blvd.
