Родилась в Краснодаре.

Во время учебы в школе была солисткой ансамбля «Кубанская пионерия» при краснодарском Дворце пионеров.

В 1988 году - после окончания школы поступила в музыкальное училище в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург).

В 1990 году, не закончив училище, поступила в Санкт-Петербургскую государственную консерваторию имени Н. А. Римского-Корсакова, где занималась по классу вокала у профессора Тамары Новиченко.

В 1993 году - победила на Всероссийском конкурсе вокалистов им. М. И. Глинки в Смоленске. После победы в конкурсе прошла прослушивание в Мариинском театре.

В 1994 году - дебютировала на сцене Мариинского театра в партии Сюзанны («Свадьба Фигаро»).

После дебюта Нетребко стала одной из ведущих солисток Мариинского театра. За время работы в нем она спела во множестве спектаклей. Среди ее ролей на сцене Мариинки были: Людмила («Руслан и Людмила»), Ксения («Борис Годунов»), Марфа («Царская невеста»), Луиза («Обручение в монастыре»), Наташа Ростова («Война и мир»), Розина («Севильский цирюльник»), Амина («Сомнамбула»), Лючия («Лючия ди Ламмермур»), Джильда («Риголетто»), Виолетта Валери («Травиата»), Мюзетта, Мими («Богема»), Антония («Сказки Гофмана»), Донна Анна, Церлина («Дон Жуан») и другие.

Из-за занятости на профессиональной сцене Анна Нетребко не смогла закончить учебу в консерватории.

В 1995 г. - дебютировала на сцене Оперы Сан-Франциско. Девять спектаклей «Руслана и Людмилы», в которых она пела главную партию Людмилы, принесли ей первый в карьере громкий успех за рубежом.

В 1999-2000 гг. - участвовала в постановках опер «Свадьба Фигаро», «Обручение в монастыре», «Идоменей» и «Богема» в оперном театре Сан-Франциско.

В начале 2002 года - вместе с Мариинским театром дебютировала на сцене Метрополитен Опера в Нью-Йорке в спектакле «Война и мир».

В 2002 году - дебютировала на сцене Филадельфийского оперного театра, исполнив партию Джульетты («Капулетти и Монтекки») и впервые выступила на Зальцбургском фестивале (Австрия) в партии Донны Анны («Дон Жуан»).

После триумфального дебюта на Зальцбургском фестивале Анна Нетребко стала выступать на сценах самых известных оперных театров, включая Королевский оперный театр Ковент-Гарден в Лондоне, Венскую государственную оперу, Парижский оперный театр, Берлинскую государственную оперу, Мюнхенскую государственную оперу, миланский Ла Скала и мадридский театр Реал.

Выступает с крупнейшими дирижерами - Валерием Гергиевым, Джеймсом Ливайном, Сейджи Озавой, Николаусом Арнонкуром, Зубином Метой, Колином Дэвисом, Клаудио Аббадо - на самых известных сценах мира.

В 2007 году - журнал TIME включил Нетребко в список 100 самых влиятельных людей - Анна оказалась в нем первой в истории оперной певицей.