Родилась в Париже 25 октября 1931 года в семье акушерки, растившей дочь в одиночестве. Анни во всем стремилась походить на мать и мечтала стать врачом, поэтому после колледжа поступила в школу медсестер. Однако со временем она поняла, что ее призвание – блистать на сцене. Впрочем, Жирардо не стала бы актрисой, если бы не поддержка матери: та посоветовала ей попробовать свои силы на сцене, а в случае неудачи вернуться в медицину. Анни успешно сдала вступительные экзамены в Парижскую консерваторию драматических искусств. Днем она училась, а по вечерам танцевала в кабаре «Роз Руж» и получала за свои труды 17 франков в час – сумма, необходимая, чтобы оставаться на плаву. Девушка и представить себе не могла, какие гонорары у нее будут в обозримом будущем.
В 1954 году молодая актриса присоединилась к труппе театра «Комеди Франсез» и довольно скоро начала исполнять главные роли. Так, прославленный драматург Жан Кокто предложил ей сыграть в спектакле «Пишущая машинка». В это же время Жирардо получала множество приглашений в кино. Поначалу она соглашалась на любую работу и трудилась буквально на износ. Однако руководство «Комеди Франсез» поставило Анни ультиматум: либо она уделяет все внимание сцене, либо покидает ее. Актриса приняла решение в пользу кинематографа.
Для широкого зрителя Жирардо стала известна благодаря картине знаменитого итальянского режиссера Л. Висконти «Рокко и его братья», где она сыграла Нади, женщину, ставшую причиной вражды двух братьев и убитую одним из них. Гордая и противоречивая героиня в исполнении юной актрисы была по достоинству оценена критиками. На съемочной площадке Анни познакомилась с Ренато Сальватори, с которым у нее завязался роман. Впоследствии влюбленные поженились, у них родилась дочь Джулия.
Жирардо активно снималась в 1960-е: следует отметить картины «Женщина-обезьяна», «Три комнаты на Манхэттене». В 1967 году советский режиссер Сергей Герасимов снял Анни в фильме «Журналист».
Знаковая работа в карьере актрисы – психологическая драма «Умереть от любви». Анни исполнила роль учительницы, у которой произошел роман с учеником намного младше ее. Реальный прототип женщины, Габриэль Рюссе, покончила с собой в 1969-м, однако ее история встретила во Франции лишь резкое осуждение. Жирардо сделала практически невозможное: она так талантливо изобразила характер своей героини, что общества изменило мнение на прямо противоположное и стала относиться к погибшей с сочувствием и симпатией.
В 1980-1990 годы актриса по-прежнему много снималась в кино, отдавая предпочтение комедийным ролям. Ее фильмография насчитывает около 150 картин и телесериалов.
В 1988 году умер муж Анни, но актрисе удалось преодолеть депрессию и творческий кризис.
В преклонном возрасте Жиардо поразила болезнь Альцгеймера. Она скончалась 28 февраля 2011 года в Париже.
