Анна Ларссон родилась в деревушке Ваттнас неподалёку от города Мура в Швеции. В возрасте десяти лет она начала заниматься музыкой в Шведской хоровой школе Адольфа Фредрикса в Стокгольме, затем занималась в оперной студии и в оперной школе в Стокгольме.

Её международный дебют состоялся в 2005 году, когда она приняла участие в исполнении Второй симфонии Малера с Берлинским филармоническим оркестром под управлением К. Аббадо. Как оперная певица она дебютировала в Берлинской Опере в партии Эрды («Золото Рейна» Р. Вагнера) под управлением Д. Баренбойма.

Анна Ларссон — обладательница «вагнеровского» голоса — сильного, богатого и бархатного. Она выступала в Берлинском, Венском, Мюнхенском, Зальцбургском, Лондонском, Экс-ан-Прованском и Стокгольмском оперных театрах; в спектаклях под управлением Баренбойма, Меты, Вельзер-Мёста, Раттла, фон Донаньи, Сегерстама, Нагано. Также Анна широко известна как исполнительница произведений Густава Малера.

Певица регулярно сотрудничает с ведущими мировыми оркестрами — Берлинским, Нью-Йоркским, Лос-Анджелесским, Лондонским и Венским Филармоническими, Оркестром Люцернского Фестиваля, Чикагским и Лондонским симфоническими оркестрами. Ларссон выступала в содружестве с знаменитыми дирижерами, в числе которых Аббадо, Мета, Салонен, Рэттл, Дудамель, Паппано, Одзава, Мазур, Маазель и Арнонкур.

В 2005 году Анна Ларссон удостоена премии Грэмми.