Annabelle Mouloudji wurde am 26. Juli 1967 in Paris als Tochter des Sängers und Schauspielers Marcel Mouloudji (1922-1994) und der Schauspielerin Nicole Tessier (geb. 1950) geboren. Sie begann eine Karriere als Model und Schauspielerin und trat in den Filmen Un été d'enfer von Michaël Schock (1984) und À nous les garçons von Michel Lang (1985) auf. 1987 machte sie, weit entfernt von den realistischen Chansons ihres Vaters, unter ihrem einzigen Vornamen Annabelle Musik mit dem tanzbaren Popsong "Fuis, Lawrence d'Arabie", der es bis auf Platz 12 der Top 50 schaffte. Zwei weitere Singles für das Label Carrère folgten kurz darauf: "Casanova solo" (1988) und "Impunément" (1989), zu dem es ein langes Musikvideo gab. Im Jahr 2011 wurden diese drei Platten auf der Kompilation Best of Annabelle - Le Meilleur des Années 80 zusammengefasst. 1989 wirkte sie in dem von Pierre Delanoë signierten Wohltätigkeitslied "Liban" für die Opfer des Bürgerkriegs mit. Nach weiteren Filmrollen in Jean-Louis Guillermous La Messe en si mineur (1990) und in Fernsehfilmen oder Serien wie La Crim (1999) führte Annabelle Mouloudji Regie bei dem Kinderalbum La Vie à Découvrir de Victor et Amandine (2000) und arbeitete 2014 an dem Gemeinschaftsalbum En Souvenir des Souvenirs - Hommage à Mouloudji mit, auf dem sie Duette mit Alain Chamfort und Frédéric Lô interpretierte. Im Jahr 2020 arbeitete sie mit dem Gitarristen und Sänger Bruno Blum an den Songs für das Album La Bombe Glacée, darunter der Titel "Si je reste", eine Reggae-Adaption des Klassikers " Should I Stay or Should I Go " von The Clash. Im selben Jahr erschien ihre Autobiografie La P'tite Coquelicot. Seit 2015 unterrichtet Annabelle Mouloudji Gesang.
