Născută pe 21 august 1989 la Palisades, New York, a intrat în televiziune încă de la vârsta de 11 luni, datorită mamei sale. Are un frate mai mic, de asemenea și el actor, Jansen Panettiere. A început să facă numeroase reclame publicitare, dar la 4 ani a fost aleasă să joace în telenovela One Life to Live. A urmat cursurile școlii South Orangetown Middle în New York, iar după 7 ani de studii, din cauza programului aglomerat, a luat lecții în particular. În 1997, a părăsit platourile de filmare de la telenovelă și a apărut în câteva filrme. Este cel mai bine cunosută pentru rolul lui Lizzie din drama Guiding Light.
Recent, lista impresionantă de activități în continuă creștere include o asociere lungă de trei ani cu Neutrogena, ca "Fața frumoasă" a firmei. Blonda zveltă, cu un corp bine definit și cu o privire angelică are toată lumea la picioarele ei. Deși a apărut în mai mult de o duzină de filme de lungmetraj, cel care a consacrat-o a fost serialul Heroes, în care joacă rolul unei majorete indestructibile.
A jucat în filme de la Disney precum A Bug's Life (Aventuri la firul ierbii) - vocea prințesei Dot și Dinosaurs - Suri. Pentru primul film a fost nominalizată la Premiile Grammy și la Premiile The Hollywood Reporter's Young Star pentru Cea mai talentată voce dublată. A jucat alături de Julia Roberts, Willem Dafoe și Emily Watson în Fireflies in the Garden (Licurici în grădină). A apărut de asemenea în Mr. Gibb alături de Bill Sadler și Tim Daly. În plus, a jucat în Tiger Cruise (Croazieră de neuitat), o poveste dramatică, bazată pe evenimentele din data de 11 septembrie 2001.
Actrița de doar 20 de ani luptă pentru protecția animalelor, mai ales pentru cea a balenelor și a delfinilor. Ea a ținut un discurs emoționant și a propus Japoniei ca pe viitor să pedepsească aspru pe aceia care recurg la aceste cruzimi. În viața personală, Panettiere a avut o relație cu Milo Ventimigla, care a fost mult comentata, întrucât el este cu 12 ani mai în vârstă.
