Madison Pettis fue seleccionada para interpretar el personaje de Peyton Kelly a la edad 7 años, haciendo su debut en el cine con The game plan. Como bailarina a los cuatro años, Madison comenzó a audicionar para comerciales a los 5 en su ciudad natal Arlington, Texas después de ganar el concurso para la portada de la revista "Fort Worth Child" en octubre del 2003. Cuando iba al kinder, alternaba sus tareas con el modelaje y anuncios para la prensa escrita. Madison empezó con sus clases de actuación y muy pronto fue escogida para un comercial de una compañía de juguetes nacional. En diciembre del 2005, Madison fue solicitada por una de las mejores agencias para jóvenes en Los Ángeles para realizar diversas audiciones en esta ciudad. Allí obtuvo rápidamente el papel de Stacy en la serie de televisión de CBS šJericoš protagonizada por Skeet Ulrich.

En abril del 2006, ella audicionó par su primer papel en la pantalla grande "The game plan". Madison fue también seleccionada por co-protagonizar la nueva seria de televisión de Disney Channel "Cory in the House," gracias a la exitosa serie "That’s So Raven." Madison interpreta Sophie en "Cory in the House," la hija del Presidente de los Estados Unidos. Solo filmó ocho episodios antes de ser llamada para filmar "The game plan" en septiembre del 2006. En enero del 2007 fue estrenada la serie "Cory in the House".

Madison disfruta de estudiar danza en su ciudad natal en Texas, en donde es miembro de la compañía de danza y ha competido como bailarina de jazz.