Ana María Ayala empezó en el mundo de la interpretación mediante publicidad.

En el año 2016 llega su debut en el cine como Aurori en la película Nacida para ganar dirigida por Vicente Villanueva y que le cuesta su primera candidatura como Mejor Actriz Revelación en los Premios Goya.

Ese mismo año participó en la serie Señoras del (h)AMPA y en 2020 aparece en la exitosa serie de Movistar+, Vergüenza junto a Javier Gutiérrez y Malena Alterio.

Nació con acondroplasia, es una displasia ósea ocasionada por un trastorno genético y la causa del 90% de baja estatura desproporcionada, también conocida como enanismo.

Durante el 2022 realizó una entrevista muy personal e íntima con Borja Escalona para Escalona TV donde se abrió y contó como fue su infancia de dura por dicha displasia, sufriendo bullying en el colegio y en la calle.