Анна Леонидовна Большова родилась 26 января 1976 года в Москве в семье учёного-физика Леонида Александровича Большова (род. 23 июля 1946 года), сейчас он директор Института проблем безопасного развития атомной энергетики (Лауреат Государственной премии СССР по науке и технике в 1988 году, он был награждён Орденом Мужества за участие в ликвидации последствий Чернобыльской аварии в 1997 году и Орденом Почета в 2006 году), и врача Натальи Михайловны Большовой (род. 1946). Её бабушка по материнской линии была примой провинциальных театров. Она играла трагических героинь — Марию Стюарт, Катерину; одно время работала с отцом Лии Ахеджаковой, который был режиссёром в Майкопе. Прабабушка по отцовской линии была известным педиатром. Прадед был священником, пел в церковном хоре. С детства занималась горными лыжами, английским, рисованием, пением, сольфеджио. Когда Анна училась в седьмом классе, образовался театральный лицей "Арлекин". Она поступила, год отучилась. Тогда же в ГИТИСе объявили набор в колледж на экспериментальный курс при режиссёрском факультете. Училась по интегрированной программе — образовательные и специальные предметы. В 1995 году окончила Российскую академию театрального искусства (курс Б. Г. Голубовского) и была приглашена в театр имени Гоголя, где играла в спектаклях "Комедия о Фроле Скобелеве" (Варя), "Верная жена" (Мари Луиз) и др. В 1998 году приглашена в "Ленком" на роль Панночки в спектакле "Мистификация", затем играет в спектакле "Королевские игры" (Анна Болейн), а также знаменитом спектакле "Юнона и Авось" (Кончита). В кино Анна Большова дебютировала в сериале "С новым счастьем!". Роль Наташи в сериале "Остановка по требованию" принесла ей такую известность, что Анну стали узнавать на улицах. Играла главную роль в сериале "Сваха". Участвовала в проекте Первого канала "Звёзды на льду" в паре с фигуристом Алексеем Тихоновым. В 2009 году приняла участие в аналогичном шоу, "Ледниковый период", в паре с Повиласом Ванагасом. Пара заняла третье место. В конце января стала победителем конкурса пародистов "Повтори!" на Первом канале. В 2014 году — член жюри проекта "Точь-в-точь". По данным некоторых СМИ Анна Большова является последовательницей тоталитарной секты "Долина солнца". Была замужем за сводным братом Антоном Канаевым (род. 1982), сыном второй жены её отца Анны Евгеньевны Большовой (Канаевой). Отец и мачеха поженились летом 2000 года, единокровный брат Давид Большов (род. в августе 2000). Второй муж художник Александр Макаренко, у них есть сын Даниил Макаренко (род. в августе 2008). Сестра Елена (род. 1971) — учитель музыки в школе, у неё есть сын Пётр (род. 1994), племянник Анны.
Роли в театре: Театр им. Гоголя "Комедия о Фроле Скобелеве" — Варя "Верная жена" Сомерсета Моэма — Мари Луиз
Театр "Ленком" "Мистификация" — Панночка рок-опера "Юнона и Авось" — Кончита "Королевские игры" Григория Горина — Анна Болейн "Укрощение укротителей" — Мария "Тартюф" — Эльмира "Пролетая над гнездом кукушки (Затмение)" Кена Кизи — Кэнди "Город миллионеров" Эдуардо де Филиппо — Диана "Испанские безумства" Лопе де Веги — Флорела
Театр им. Вахтангова "Замок" — Элеонора Театр Антона Чехова "Крутые виражи" — Элен