Анна Денисова родилась в Амурской области. В 2016 году окончила Санкт-Петербургскую государственную консерваторию им. Н.А. Римского-Корсакова (класс Светланы Горенковой), затем продолжила обучение в ассистентуре-стажировке консерватории.
В Мариинском театре дебютировала в 2015 году, исполнив партию Прилепы на премьере спектакля «Пиковая дама».
Репертуар в Мариинском театре:
Снегурочка («Снегурочка»)
Марфа («Царская невеста»)
Царевна Ненаглядная Краса («Кащей Бессмертный»)
Торговка («Млада», концертное исполнение)
Ксения («Борис Годунов», концертное исполнение)
Голос в хоре ангелов («Орлеанская дева», концертное исполнение)
Прилепа, Маша («Пиковая дама»)
Нинетта («Любовь к трём апельсинам»)
Наташа Ростова, Дуняша («Война и мир»)
Английская невеста Левши, Первая разговорная женщина («Левша»)
Сын боярыни Морозовой («Боярыня Морозова»)
Замарашка («Рождественская сказка»)
Сюзанна, Барбарина («Свадьба Фигаро»)
Церлина («Дон Жуан»)
Клоринда («Золушка» Россини)
Лючия («Лючия ди Ламмермур»)
Виолетта Валери («Травиата»)
Голос с небес («Дон Карлос»)
Наннетта («Фальстаф»)
Мадемуазель Жувено («Адриана Лекуврёр»)
Сестра Женевьева, Сестра-привратница («Сестра Анжелика»)
Влюблённая девушка («Плащ»)
Лесная птичка («Зигфрид»)
Волшебная дева Клингзора («Парсифаль»)
Адель («Летучая мышь»)
Мелизанда («Пеллеас и Мелизанда»)
Партия архангела Гавриила в оратории «Сотворение мира» Гайдна, партия сопрано в оратории «Мессия» Генделя, Мессе си минор Баха, кантате «Кармина Бурана» Орфа
Пела на премьерах мариинских спектаклей «Пиковая дама» (2015), «Фальстаф» и «Царская невеста» (2018). Гастролировала с труппой Мариинского театра в Париже, Баден-Бадене, Любляне, Шанхае, Харбине.
Также в репертуаре: Бригитта («Иоланта»), Мими («Богема»), Лауретта («Джанни Скикки»), Софи («Вертер»), Илия («Идоменей, царь Критский»), Деспина («Так поступают все»), Бастьенна («Бастьен и Бастьенна»), Елена («Туда и обратно» Хиндемита), партия сопрано в Magnificat Баха и в «Ночи» Сен-Санса.
Анна Денисова исполняла главные роли в постановках фестиваля «Опера — всем» в Санкт-Петербурге: Луиза в «Обручении в монастыре» (2016) и Людмила в «Руслане и Людмиле» (2017). Исполнила партии Микаэлы в «Кармен» (2015, 2019–2020) и Виолетты Валери в «Травиате» (2017) на сцене театра Ванемуйне в Тарту.
Выступала в Большом театре России, Эрмитажном театре, Баден-Баденском фестшпильхаусе, нюрнбергском Мейстерзингерхалле, Свердловской государственной академической филармонии и на других площадках. Пела под управлением таких дирижёров, как Валерий Гергиев, Дмитрий Лисс, Томас Зандерлинг, Юстус Франц, Эрки Пехк, Александр Титов, Фабио Мастранджело и др.
