Мама Анамарии была скрипачкой, а отец преподавал в театральном институте. С детства девочка играла на скрипке, но затем сделала выбор в пользу актерской карьеры. В родном румынском городе она окончила Университет искусств, музыки и драмы им. Джордже Энеску.
Анамария Маринка дебютировала на телевидении в эпизоде британского сериала «Холби Сити». Следующим шагом стала главная роль в телевизионном фильме «Секс-трафик». За роль юной девушки, проданной в притон в Сараево, Маринка получила премию «BAFTA» как лучшая телевизионная актриса 2005 года.
Следующие два года Анамария Маринка снималась только в британских сериалах «Отель Вавилон» и «Доктор Кто». Зато 2007 год вернул ей прежний успех. В этом году румыно-бельгийский фильм «4 месяца, 3 недели и 2 дня», съемки которого были завершены еще в 2005 году, получил «Золотую пальмовую ветвь» в Каннах. В драме о последних годах режима Чаушеску Анамария исполнила роль студентки Отилии.
Триумф на Каннском кинофестивале подарил Анамарии Маринке не только признание, но и работу с именитыми режиссерами. В 2007 году она исполнила небольшую роль в фильме Френсиса Форда Копполы «Молодость без молодости». В 2009 году на экраны вышла историческая драма «Графиня», в которой также снималась Анамария. Режиссером, сценаристом и исполнителем главной роли стала французская актриса Жюли Дельпи.
Анамария Маринка востребована не только в Европе, но и в США. В 2014 году вышли сразу два американских проекта с ее участием. Один из них - фильм о Второй мировой войне «Ярость», второй - мини-сериал «Пропавший без вести». Также актриса участвовала в театральных постановках и даже играла на сцене Национального театра в Лондоне.
