Nata in Krasnodar, Russia, Anna Netrebko va a studiare canto al Conservatorio di San Pietroburgo. Dopo il suo debutto nel 1994 all'Opera Kirov nel ruolo di Susanna in Le nozze di Figaro, la Netrebko interpreta quasi tutti i ruoli principali al Teatro Mariinskij. Viene notata a livello internazionale come solista dell'Opera Kirov sotto la direzione di Valery Gergiev. I frequentatori della Opera House del Covent Garden, della Scala di Milano, dell Teatro Real di Madrid e del Metropolitan di New York, la conoscono per la prima volta nel ruolo di Natasha Rostova in Guerra e Pace di Prokofiev. Dal 2002, quando debutta a New York, Anna Netrebko torna frequentemente al Met, cantando in vari ruoli, tra i quali Musetta ne La Bohème, Norina in Don Pasquale, Elvira in I puritani e in Romeo e Giulietta. In seguito ai suoi primi successi in Europa, nell' estate del 2002 fa il suo sensazionale debutto al Festival di Salisburgo nel ruolo di Donna Anna nella nuova produzione di Don Giovanni. Da allora è presenza fissa del Festival e nel 2005 si esibisce nella nuova produzione de La Traviata di Giuseppe Verdi, nel quale lei e Rolando Villazón, il suo partner sul palcoscenico, acquisiscono la loro fama come coppia da sogno dell'opera.
La sua interpretazione di Violetta Valéry in La Traviata alla Bayerische Staatsoper di Monaco di Baviera e alla Wiener Staatsoper, fa attirare su di lei tutta l'attenzione del mondo dell'opera. Si esibisce poi nel ruolo di Donna Anna, Adina in L'elisir d'amore, Amina in La Sonnambula e nel ruolo di titolo nella nuova produzione di Manon di Massenet in Vienna. Nel 2007 la Netrebko debutta al Deutsche Staatsoper di Berlino, dove è protagonista nel ruolo di Manon per la direzione di Daniel Barenboim.
Anna Netrebko è anche cantante di concerto e di recital, conosciuta e apprezzata in tutto il mondo; è stata ospite ai BBC Proms e al Carnegie Hall di New York. Nel 2006 si è esibita con Plácido Domingo e Rolando Villazón in un concerto al Waldbühne di Berlino con 20.000 ascoltatori. Anna Netrebko è una delle più acclamate cantanti d'opera dei nostri tempi, e le sue esibizioni nei teatri più importanti del mondo, sono elogiate da pubblico e stampa. Con La Deutsche Grammophon incide diversi dischi e per le sue registrazioni ottiene due nominations ai Grammy, oltre a diversi altri premi con ECHO Classic. Nel 2006 è premiata con il premio Bambi nella categoria classica; nel 2007 le è conferito il premio BRIT nella categoria di cantante femminile dell'anno; entra nella classifica del magazine TIME come una tra le 100 persone più autorevoli del mondo. Nel 2005 Anna Netrebko riceve il Premio dello Stato Russo direttamente dalle mani del Presidente Vladimir Putin, il premio più alto che può essere conferito dalla Repubblica Russa nel campo dell'arte e della letteratura.