Von 2001-2005 war sie als Fachberaterin für die EU-Erweiterung, Mittel- und Südosteuropa bei der Ständigen Vertretung Frankreichs bei der Europäischen Union in Brüssel tätig.
Sie war Beraterin für Europafragen und die ehemalige UdSSR in Washington (2005-2008) und anschließend, von 2008 bis 2013, Direktorin der Agentur für das französische Auslandsschulwesen.
Als Leiterin der Generalabteilung Globalisierung, Kultur, Bildung und internationale Entwicklung im französischen Außenministerium war sie 2013-2017 für das Netzwerk der Generaldirektion, seine Akteure und Partner verantwortlich sowie für deren Einsatz im Dienste der Wirtschafts- und Einflussdiplomatie, der Umwelt und der nachhaltigen Entwicklung.
Seit Juni 2017 ist Anne-Marie Descôtes Botschafterin Frankreichs in Deutschland.