Анна родилась 14 июля 1985 года в Сургуте. Ее мама работала инженером, однако в семье всегда царила творческая атмосфера: мама пела, а отец играл на гитаре. С 6 лет Анна вместе с мамой выступала в самодеятельном хоре на сцене местного дома культуры. Затем стала заниматься в детской театральной студии. Когда Аня училась в школе, ей пришлось пережить настоящую трагедию – отец погиб в автокатастрофе. Театр помогал справляться с переживаниями.
К школьному выпускному Анна уже знала, что хочет стать актрисой. Мама отговаривала дочь от выбора такой нестабильной профессии, но дочь хотела попробовать. Тогда они вместе собрали чемоданы и отправились штурмовать Москву.
«Мама взяла отпуск. Нам в поселке Сходня дали комнату в общежитии какого-то института – с полуразбитыми окнами и только холодной водой. На каждый экзамен мама ехала на электричке вместе со мной, – вспоминает Анна свое поступление в Театральное училище им. Б. В. Щукина. Однако попытка оказалась не напрасной – девушку приняли в престижное училище.
«Когда поступила, нам дали комнату в общежитии Гнесинского музыкального училища, где третий этаж принадлежит щукинцам. Комната имела такой вид, будто в ней жгли костры... Но я страшно гордилась, что у меня комната рядом с той, где когда-то жила Амалия Мордвинова», – рассказывает Анна.
В 2006-ом году Антонова получила диплом профессиональной актрисы и в том же году была принята в труппу театра имени Евгения Вахтангова. Впервые в кино Антонова появилась только спустя год после выпуска. Она сыграла крошечную роль пассажира самолета в романтической картине «В ожидании чуда» (2007). Зато на телевидении Анне удалось попасть в успешный проект, который сделал ее узнаваемой по всей стране: Антонова стала участницей юмористического телесериала «Женская лига» (2006 – 2011), где примерила на себя несколько запоминающихся, ярких образов, подчеркивающих ее талант как комедийной актрисы. «Комедия – мой любимый жанр, – признается Анна. – Я интуитивно чувствую, какими приемами нужно брать зрителя. А вот в драме не всегда понимаю, как заставить зал плакать. Хотя в Театр Вахтангова меня взяли на роль Роксаны в «Сирано де Бержерак». Основа этого спектакля – трагедия».
Другую главную роль на ТВ Анна получила в 24 года. В 2009-ом Антонова стала героиней телесериала «Тетя Клава фон Геттен», где исполнила роль театрального режиссера Инессы, которая вынуждена имитировать счастливую жизнь с мужем, чтобы получить наследство от умершей тети.
В 27 лет Анна Антонова впервые стала героиней полнометражной картины. В 2012-ом году в фильме Олега Осипова «Если бы да кабы» Анна сыграла проститутку, к которой по случайному стечению обстоятельств, на «прием» приходит собственный дед. Он узнает, что сутенеры не хотят отпускать внучку и вместе они решают тут же сбежать, по пути попадаю в череду опасных приключений. Актриса также появляется в ряде телесериалов – «Маша в законе» (2012), «Хозяйка большого города» (2013), «Бессонница» (2013).
В 2013-ом году Анна сыграла ведущие роли в еще двух отечественных картинах. В фильме «Любовь с первого вздоха» Анна играет аспирантку, которая готовится к защите диссертации по новому типу дыхательной смеси для аквалангистов, но она делает ошибку в расчетах и случайно создает «любовную смесь». С появлением в ее жизни чуда, позволяющего влюбить в себя любого вдохнувшего смесь, жизнь и карьера аспирантки круто меняются.
А в романтической картине «Вот это любовь!» (2013) актриса появилась в образе молодой москвичи, которая находит свое счастье в случайной деловой поездке.
