Madison Michelle Pettis, 1998 yılında Arlington, ABD'de doğdu. Kariyerine çocuk yaşta başlayan Pettis, 1999 yılında Law & Order: Special Victims Unit dizisinde Stacey Vanhoven rolünü canlandırarak ilk kez ekranlara geldi. Bu rol, kariyerinin başlangıcını işaretleyen önemli bir adım oldu.
Pettis, 2007 yılında Disney Channel dizisi Cory in the House'da Sophie Martinez rolünü canlandırarak daha geniş bir izleyici kitlesine ulaşmayı başardı. Aynı yıl, Oyunbozan filminde Peyton Kelly karakterini canlandırdı. 2008 yılında Yedi Yaşam filminde Connie'nin kızı rolünü üstlendi. 2011-2013 yılları arasında YTV/TeenNick dizisi Life with Boys'da Allie Brooks rolünü canlandırdı. Bu yapımlar, Pettis'in kariyerinde önemli yer tutan projeler oldu. Ayrıca, Horton filminde seslendirme yaparak, 2011 yılında Jake ve Var Olmayan Ülkenin Korsanları filminde Izzy karakterini seslendirdi.