פנינג החלה את הקריירה שלה בגיל שנתיים כשלוהקה לתפקיד דמות התינוקת לוסי בדרמה "קוראים לי סם", כאשר את הדמות הבוגרת והמבוססת יותר שיחקה אחותה דקוטה פנינג.
זכתה לפרסום והכרה בזכות הופעתה בדרמה "דלת נסתרת" בתפקיד רות', בתם של טד ומריון קול (ג'ף ברידג'ס וקים בייסינגר).
ב-2003 שיחקה פנינג בסרט "אבא בא לגן" בתפקיד משני כאחת הילדות בגן
פנינג קיבלה את התפקיד הראשי הראשון שלה בשנת 2008 בדרמה המשפחתית "פיבי בארץ הפלאות", בה שיחקה ילדה המתגלה כחולה בתסמונת טורט.
באותה שנה השתתפה גם בדרמה המצליחה "הסיפור המופלא של בנג'מין באטן", בה גילמה את הדמות הצעירה של דייזי.
בשנת 2010 הצליחה פנינג לעורר את תשומת לבם של מבקרי הקולנוע וזכתה מהם להערכה רבה על הופעתה בסרטה של סופיה קופולה "אי שם" בתור קליאו, בתו של שחקן הקולנוע ההוליוודי ג'וני מרקו שמגלם סטיבן דורף.
עוד ב-2020, כיכבה בסרטו של הבמאי ברט היילי; "כל המקומות המוארים" של נטפליקס, על פי תסריט מאת ג'ניפר ניבן אשר גם מבוסס על הרומן שלה באותו שם. באותה שנה שיחקה בתפקיד ראשי בסרט הדרמה "ללא מוצא". בסרט שביימה סאלי פוטר, היא משחקת (לצד סלמה הייק ולורה ליני) את ביתו של ליאו (חאווייר ברדם) סופר שהגיע בצעירותו ממקסיקו לניו יורק, שיוצא ונכנס לעולמות שונים. הסרט מראה את המציאות של החיים שהיו יכולים להיות לאביה, אילו עשה בחירות אישיות אחרות.[1]
במרץ 2021 השיקו האחיות אל ודקוטה פנינג חברת הפקות עצמאית בבעלותן, בשם "סרטי לוּאֵלֵן" (Lewellen Pictures). השתיים חתמו הסכם זכות ראשונים עם אולפן ההפקות "Civic Center Media/MRC Television", הידוע כחממה לכישרונות צעירים. פרויקט הביכורים של החברה במסגרת ההסכם, יהיה סדרת פשע שתעובד לפי הרומןרב המכר "The Last House Guest" מאת מייגן מירנדה. האחיות פנינג יפיקו את הסדרה יחד עם שרה ווקר שתכתוב את התסריט, ומרי ג'יין סקאלסקי שתייצג את חברת ההפקות "Echo Lake Entertainment".[2]
