Ava Cantrell begon haar acteercarrière in 2008. Ze heeft in meerdere tv-reclamespotjes, muziekvideo's en korte films gespeeld. Ze werd bekend door haar rol als Penelope Pritchard in Nickelodeons De Hathaways: Een geestige familie en won een 35th Young Artist Award in 2014 voor haar rol. Cantrell speelde als Brooklyn de hoofdrol in de webserie Cam Girls the Series, welke meerdere prijzen won. In 2015 werd ze gecast als Teen Diana in Lights Out, geproduceerd door James Wan en geregisseerd door David F. Sandberg. Cantrell speelt ook in de film One Under the Sun samen met Pooja Batra en Gene Farber.
Cantrell doet aan verschillende dansstijlen, waaronder ballet.