Анна родилась 7 марта 1908 года в Риме. Родители оставили Анну на попечение бабушки и дедушки, которые жили в римских трущебах, с трудом обеспечивая средства на проживание себе и внучке. Существуют слухи о том, что на самом деле актриса родилась вовсе не на территории Италии. Так, известный режиссер Франко Дзефирелли, хорошо знавший Маньяни, утверждал, что она родилась в египетской Александрии, ее мать была итальянкой еврейского происхождения, а отец – египтянином. Сама Анна наотрез отрицала эти сведения. Она сообщала, что мать действительно вышла замуж в Египте, но к моменту рождения дочери уже вернулась в Рим. В одном из сохранившихся в интернете видео-интервью актриса утверждала, что не знает откуда взялись слухи, но она родилась в итальянской столице неподалеку от Порта Пиа. Образования Маньяни получала лишь до четырнадцатилетнего возраста, когда она поступила в школу французского монастыря. Там девочка овладела французским языком и научилась игре на фортепиано. Там же Анна впервые испытала пристрастие к актерской игре, так как принимала самое активное участие в постановке рождественских пьес.
В семнадцать лет Анна поступила в Королевскую академию драматического искусства имени Элеоноры Дузе на двухлетнее обучение. Для того чтобы прокормиться, по вечерам Маньяни пела в ночных клубах и кабаре. Многие сравнивали ее тогда с французской шансонье Эдит Пиаф. Один из приятелей актрисы, Микки Нокс, позднее заявлял, что Анна никогда не обучалась вокалу, от природы обладая потрясающими талантами. В 1933 году Маньяни играла в экспериментальных постановках на одной из римских сцен. Именно тогда ее увидел итальянский режиссер Гоффредо Алессандрини. Он был одним из первых режиссеров, начавших использовать звук в итальянском кино. В том же году Гоффредо женился на Анне. И уже через год первым пригласил Маньяни на главную роль в картину «Слепая из Сорренто».
Первой существенной работой стала роль в черно-белой комедии Витторио Де Сика «Тереза-Пятница». В это же время актриса начала поиски отца. Оставившую ее мать звали Марина Маньяни. А имя отца долго оставалось неизвестным. Когда, наконец, выяснилось, что им был некий Пьетро Дель Дуче, она оставила поиски, заявив в прессе, что не хочет быть «дочерью Дуче». Затем, в результате краткосрочного романа с актером Массимо Серрато, Анна на год отошла от работы, так как ожидала рождения сына. Несмотря на периодические любовные интриги, актриса продолжала оставаться женой Гоффредо, и их брак продолжался вплоть до 1950 года. Первый оглушительный успех обрушился на Маньяни в 1945 году сразу после съемок в неореалистической драме Роберто Росселлини «Рим, открытый город». В пятидесятых годах актриса приняла предложение сыграть в экранизации пьесы Теннесси Уильямса «Татуированная роза», написанной специально для нее. Именно эта работа была отмечена премией «Оскар» за исполнение лучшей женской роли. Маньяни умерла 26 сентября 1973 года в возрасте шестидесяти шести лет и была похоронена в семейной усыпальнице семьи Роберто Росселлини.
