O’Toole ist die Tochter von William West Toole Jr und Dorothy Geraldine Niland. Sie begann schon in jungen Jahren mit der Schauspielerei und hatte Gastauftritte in diversen Fernsehserien wie Meine drei Söhne oder Rauchende Colts. Ihre erste große Rolle hatte sie in dem Film Nur 48 Stunden, in dem sie die Freundin von Nick Noltes Charakter spielte. Kurz darauf war sie in Superman III an der Seite von Christopher Reeve als Lana Lang zu sehen. In der Fernsehserie Smallville hingegen spielte sie dann die Mutter von Clark Kent, Martha Kent.

Annette O'Toole ist mit dem Schauspieler Michael McKean verheiratet, mit dem sie zusammen auch diverse Filmmusikstücke geschrieben hat. Sie wurden für den Song A Kiss at the end of the Rainbow, den sie für A Mighty Wind geschrieben hatten, für den Academy Award of best Song nominiert. Zusammen übernahmen sie 1998 die Hauptrollen im Justizdrama Schreiendes Unrecht. Zudem hatten die beiden einen Gastauftritt in der Fernsehserie Law&Order als ein reiches Ehepaar, das des Mordes beschuldigt wurde.

Filmographie (Auswahl)

Gastauftritte