Родилась 14 июля в г. Сургуте.

Окончила Театральный институт имени Бориса Щукина (курс Ю.В. Шлыкова) в 2006 году. В том же году принята в труппу Театра имени Евгения Вахтангова.

На сегодняшний день в её актерском багаже более 30 ролей: Лариса (Чулимск прошлым летом, реж. Дмитрий Петрунь); Проня Прокоповна (За двумя зайцами…,  реж. Александр Горбань); Мать (Фредерик, или Бульвар преступлений, реж. Николай Пинигин); Клеантида (Амфитрион), Шарлотта (Дон Жуан и Сганарель), Иза (Принцесса Ивонна), Графиня (Безумный день, или Женитьба Фигаро) – в постановках Владимира Мирзоева; Акулина Панфиловна (Дядюшкин сон), Коринн (Мадемуазель Нитуш), Корнелия Руис (Правдивейшая легенда одного квартала) – в постановках Владимира Иванова; Перепрела и Франциска (Мера за меру), Люська в воображении Чарноты (Бег), Регана (Король Лир) — в спектаклях Юрия Бутусова; Касcандра (Троил и Крессида), Гостья (Маскарад), Дочь Галилея (Жизнь Галилея в спектакле Пристань), Ключница (Евгений Онегин), Элен (Война и мир) – в постановках Римаса Туминаса; «Cherche la rose» (Берег женщин, реж.-хореограф Анжелика Холина); Королева Елизавета (Ричард III, реж. Автандил Варсимашвили); Туанетта (Мнимый больной, реж. Сильвиу Пуркарете); Матрёна Харитовна (Горячее сердце, реж. Александр Коручеков); Лучетта (Новая квартира, реж. Джорджо Сангати); Мать и Екатерина Фурцева (Танго между строк), Мария Фёдоровна (Павел I)  — у режиссера Натальи Ковалевой; Зинка, Тома, медсестра (Сергеев и городок, реж. Светлана Землякова); Клеопатра Максимовна (Самоубийца,  реж. Павел Сафонов); Уилли (Говори со мной, реж. Эльдар Трамов); несколько ролей в сп. «Повести Пушкина»:  Мисс Жаксон (Барышня-крестьянка), Ключница (Выстрел), Прасковья Петровна (Метель), Взрослая Дуня (Станционный смотритель) — в постановке Анатолия Шульева и др.

Талант этой яркой, неординарной, многогранной актрисы никогда не оставался незамеченным публикой, которая от души аплодировала её столь разным героиням.

Дебютом в своей кинокарьере Анна Антонова считает картину «Если у вас нету тети» (2007), несмотря на имеющийся и ранее опыт работы на ТВ. Сегодня в фильмографии актрисы более 50 киноролей: «Воротилы», «Прерванный полет Гарри Пауэрса», «Солдаты-16. Дембель неизбежен», «Телохранитель-3», «Тетя Клава фон Геттен», «Игрушки», «Любовь в большом городе — 2», «Наш домашний магазин», «Если бы да кабы…», «Золотые небеса», «Светофор», «Девичья охота», «Не плачь по мне, Аргентина!», «Ночь одинокого филина», «Призрак», «Как я стал русским», «На перекрёстке радости и горя», «Обратная сторона души», «Куплю актрису» и др.

В 2023 году награждена медалью «За труды в культуре и искусстве».