Talitha Bateman s-a născut la 04.09.2001, în Turlock, California, SUA. A urmat-o pe sora ei mai mare, Leah, cântăreață și compozitoare, la Los Angeles, pentru a începe să dea audiții pentru roluri. Talitha este a șaptea dintre opt copii; fratele ei mai mic, Gabriel Bateman este, de asemenea, actor. A fost educată acasă. Și-a făcut debutul în actorie într-un episod din 2013 al sitcomului The Middle, a jucat în filmul science fiction horror The Hive (2014, rolul Kayla), în filmul science fiction The 5th Wave (2016, rolul Teacup), în filmul de comedie Nine Lives (2016, rolul Nicole), în filmul dramatic independent So B. It (2016, rolulHeidi DeMuth), în filmul horror supranatural Annabelle: Creation (2017, rolul Janice / Annabelle Higgins), în filmul despre dezastre Geostorm (2017, rolul Hanna Lawson), în thrillerul Vengeance: A Love Story (2017), în filmul de comedie romantică Love, Simon (2018, rolul Nora Spier), în filmul horror Countdown (2019). În 2015, Bateman a apărut în trei episoade aleserialului de comedie-dramă Hart of Dixie, în rolul recurent Scarlett Kincaid în timpul celui de-al patrulea sezon.