Anna Marchesini nasce a Orvieto il giorno 18 novembre 1953. Si diploma all'Accademia di arte drammatica di Roma ed esordisce in teatro ne "Il borghese gentiluomo" di Molière, per la regia di Tino Buazzelli. Inizia poi un'intensa attività nel campo del doppiaggio, lavoro che nel corso della carriera avrà modo di ripetere in varie occasioni. Anna Marchesini ha così l'opportunità doppiare Judy Garland ne "Il mago di Oz" (1980, seconda edizione restaurata) e numerosi personaggi di cartoni animati trasmessi durante i primi anni '80. E' in questo campo, precisamente durante il doppiaggio della serie animata "Supercar Gattiger", che nel 1981 conosce Massimo Lopez. I due poi si uniranno a Tullio Solenghi per dare vita a quello che verrà chiamato semplicemente "Trio", e che raccoglierà tanti successi in campo artistico.

Nel 1982 il Trio Marchesini-Lopez-Solenghi fa il suo esordio in radio (RadioDue) con il programma "Helzapoppin" (nome che deriva dal celebre musical "Hellzapoppin'" del 1938 e dall'omonimo film di Henry C. Potter del 1941). Il successo radiofonico proietta i tre in tv: l'esordio televisivo arriva nel 1984 nello show "Tastomatto", dove affiancano Lorella Cuccarini alla conduzione. Ed è proprio in questo contesto che nascono molti dei famosi sketch che renderanno famoso il Trio, come ad esempio le interpretazioni-parodia di telegiornali e pubblicità.

Nel 1985 Anna Marchesini partecipa al lavoro cinematografico "A me mi piace", per la regia di Enrico Montesano.

Con il Trio partecipa a "Domenica in" nel 1985 e a "Fantastico 7" nel 1986. Il successo crescente li porta anche alle edizioni del Festival di Sanremo 1986, 1987 e 1989.

Il Trio si presenta anche nei teatri con gli spettacoli "Allacciate le cinture di sicurezza" (1987) e "In principio era il trio" (1991).

L'apice del successo del Trio si registra nel 1990 con la rilettura parodistica del dramma manzoniano "I promessi sposi", trasmesso su RaiUno in cinque puntate.

Lopez, Solenghi e Anna Marchesini sciolgono il sodalizio nel 1994, senza però dichiarare una fine ufficiale. Insieme al solo Solenghi è protagonista dello show "La rossa del Roxy bar". Poi, mentre Solenghi e Lopez intraprendono entrambi una carriera solista, Anna Marchesini si dedica alla vita privata e alla maternità (la figlia Virginia nasce nel 1993).

Per la tv prende parte ai film "Ci vediamo in tribunale" (1996) e "Primo cittadino" (1997). Nel 1998 conduce "Domenica In" in coppia con Giancarlo Magalli. Nel 1999 torna con proprie caricature e parodie che allietano la trasmissione "Quelli che il calcio". Il rinnovato successo la porta nuovamente a Sanremo al fianco di Fabio Fazio, interpretando personaggi come Rita Levi Montalcini a Gina Lollobrigida.

Il suo primo spettacolo teatrale da solista è "Parlano da sole" del 1999; nel 2000 Anna Marchesini pubblica il libro "Che siccome che sono cecata" (slogan della signorina Carlo, uno dei suoi personaggi più conosciuti), corredato da un video di 85 minuti per la collana "I mostri della comicità".

Nel 2001 torna in teatro con "Una patatina nello zucchero"; l'anno seguente è ancora a Sanremo, questa volta al fianco di Pippo Baudo, dove interpreta la sessuologa Merope Generosa, insegnante di educazione sessuale che durante le sue lezioni si lascia trascinare nel racconto delle sue esperienze disastrose con gli uomini; gli interventi zeppi di doppi creano un effetto comico dirompente. Nel 2003 porta in teatro "La cerimonia del massaggio", tratto da un racconto di Alan Bennett, e nel 2005 "Le due zittelle", rielaborazione comica tratta dal romanzo di Tommaso Landolfi.

Tra le sue apparizioni straordinarie ricordiamo quella del 1998 nella soap opera "Beautiful" e quella del 2005, quando insieme a Solenghi conduce alcune puntate di "Striscia la notizia".

Dopo una lunga assenza causata da un'artrite reumatoide, Anna Marchesini torna in televisione nel 2008 insieme a Tullio Solenghi e Massimo Lopez. Il Trio si riunisce per celebrare i 25 anni di attività: lo spettacolo - in tre puntate (RaiUno) si intitola "Non esiste più la mezza stagione", frase tratta da uno dei più noti sketch teatrali del Trio. Torna anche in teatro come interprete e regista di "Giorni felici", dramma in due atti di Samuel Beckett.

All'inizio del 2011 esce il suo primo romanzo dal titolo "Il Terrazzino dei gerani timidi"; dopo 60.000 copie vendute scrive un altro libro, che esce nel 2012 con il titolo "Di mercoledì". Segue per Rizzoli, nel 2013, "Moscerine".