Elle est connue pour avoir coécrit et joué les rôles de la protagoniste féminine et de son pendant masculin dans le film Liquid Sky. Elle a également tenu un petit rôle, celui de Victoria, dans le film de Susan Seidelman en 1985, À la recherche de Susan désespérément, incarné la prostituée travestie Gwendoline dans Crocodile Dundee et joué dans un épisode de la série télévisée Miami Vice. Carlisle a aussi adapté et écrit une version romanesque de son film culte new wave Liquid Sky.
Carlisle a posé pour Playboy en 1984.
En 2014, lors d'une interview accordée à The Awl, le réalisateur de Liquid Sky Slava Tsukerman a confirmé qu'une suite, Liquid Sky 2, était en préparation. Anne Carlisle reviendrait dans cette suite dans le rôle de Margaret.